看。只见这次画板上出现的是4*4的16个点。
用二维直线坐标系,可表示为:
(0,3)(1,3)(2,3)(3,3)
(0,2)(1,2)(2,2)(3,2)
(0,1)(1,1)(2,1)(3,1)
(0,0)(1,0)(2,0)(3,0)
题目如下:如何一笔画出6条直线,而且6条直线将16个点连接起来。而且,每个点恰好只出现在1条直线上。
虽然看上去和上一个问题很像,但其实是不同的。因为这次不仅是完整的4*4,而上一次不是完整的3*3(少了最中间的点),而且是因为:上一次要求每个点只连接两条直线,这一次是每个点只连接一条直线。点更多,直线却更少,难度无疑是翻倍的。
“……”鸣夏问:“公主,你怎么看?”
清宣摇摇头说:“这次我不知道,我没这样的手机锁屏。”说得怪可爱的。
鸣夏一转头,鸟嘴差点就戳到清宣了。“还是试试吧。”他又抽了几张新的纸。心里os:奇怪,我是来参加派对还是来解密的?为什么我的生活和游戏都被各种各样的谜题的占领了?谁家正常人是这样的,能让我歇一会么?
鸣夏说:“如果是在点上做直线的转折,那么肯定会有点与两条直线连接,因此点就不是转折点。转折点在点以外。如果转折点在矩阵之内,那么每个直线可能会比较短,就很难仅仅只用六条线穿过十六个点。所以转折点大概率是在矩阵之外。”
“不考虑用一笔画线的话,连接十六个点至少需要四条平行的直线,恰好满足每个点只连接一条直线。可他却只给六个,就让所有直线可以相连?”
{试验一}
鸣夏拿笔试验了一下:“如果从(0,3)直接到(0,0)再到(0,0)正下方的一个点外位置(和此点外位置在(0,3)到(0,0)的直线上,下面皆是如此),然后到(1,3)正上方的点外位置,到(1,0)正下方的点外位置,到(2,3)正上方的点外位置,到(2,0)正下方的点外位置。再到(3,3)正上方的点外位置,最后到(3,0)。
“这就满足了一笔画出7条直线将16个点连接,而且每个点只出现在一条直线上。这样已经是很少的线了,但还是比6条的规定多了一条。”
“因为尽管有四条垂直的线每条都穿过了四个点,但是从(0,0)正下方点外位置到(1,3)正上方点外位置的这条直线没有经过任何点。等于是被‘浪费’掉了,可这样的线有三条,它们仅仅作为‘用一笔画出’的补充直线。所以4、4、4、4、0、0、0这种分配是不对的。”
清宣挠了挠头,猜测:“所以其实,16并不是6的倍数,每个直线经过的点数肯定不一样,但为了没有一条直线没有点,或者只有一个点的这种极端情况存在。每个直线上的点应该比较平均,由于每个直线上最多有4个点,那问题就变成了:把16分成6份,每一份大于等于1且小于等于4。比如……1、1、3、3、4、4或者3、3、3、3、2、2或者2、2、2、2、4、4或者1、1、2、4、4、4等。”
{试验二}
鸣夏点了点头。“你说的有道理。”然后他以左上角的(0,3)为起点开始画,发现了这样一条规律:首先,如果保证(0,3)只在一条直线上,那么我经过此点画一条斜率为1的线……等一下我发现……在这这个矩阵上面,你没发从(0,3)即顶点上(这里指点阵最边缘的四个角的点),画出一条直线恰好只经过三个点!!!只有经过1个点,2个点和4个点这三种可能。
在点阵中:能画出经过三个点的只有四条直线:第一条是(0,2)到(2,0);第二条是(1,3)到(3,1);第三条是(0,1)到(2,3);第四条是(1,0)到(3,2)。
经过4个点的直线,有10条,不是横平竖直的直线就只有两条斜线了。一条斜线是(0,3)到(3,0),还有一条是(0,0)到(3,3)。二者形成了一个“X”。
而能画出只经过一个点或者两个点的直线是很多的……
结论:因此先考虑情况特殊的三个点和四个点比较容易,方案较为固定。