数学编程的小小实验室:为美国地图上色,见识“四色瘟疫”难题
——让编程成为中学生数学的基本技能——
一实验目的:
1了解四色定理的问题背景,
练习编程的基础:(1)循环与迭代;()逻辑表达式与条件判断;(3)字符串和数组等等
3对照不同编程的范式:面向过程,面向对象,逻辑推理等
4初步展示逻辑编程Prolog(又称为人工智能编程)的魅力
5.通过编程项目了解美国东南部几个州的地理
二实验环境:
1知识学习:网络检索
编程环境:下面的语言范式任选一种
过程式编程——C语言,python语言
面向对象编程——Java语言,python语言
逻辑编程——prolog语言
三实验过程:
3.1熟悉背景知识:概要:
四色问题又称四色猜想、四色定理,是世界近代三大数学难题之一。地图四色定理(Fourcolortheorem)最先是由一位叫古德里(FrancisGuthrie)的英国大学生提出来的。
四色问题的内容是“任何一张地图只用四种颜色就能使具有共同边界的国家着上不同的颜色。”也就是说在不引起混淆的情况下一张地图只需四种颜色来标记就行。
问题的提出
年,毕业于伦敦大学的格斯里(FrancisGuthrie)来到一家科研单位搞地图着色工作时,发现每幅地图都可以只用四种颜色着色。这个现象能不能从数学上加以严格证明呢?他和他正在读大学的弟弟决心试一试,但是稿纸已经堆了一大叠,研究工作却是没有任何进展。
年10月3日,他的弟弟就这个问题的证明请教了他的老师、著名数学家德·摩尔根,摩尔根也没有能找到解决这个问题的途径,于是写信向自己的好友、著名数学家哈密顿爵士请教,但直到年哈密顿逝世为止,问题也没有能够解决。
年,英国当时最著名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题,于是四色猜想成了世界数学界