解开连线

apk下载:点击打开链接

游戏规则:通过拖拽圆点,把所有交叉到一起的连线解开,即可过关

这个游戏很简单,但是有意思的在于考虑最少需要的步数m

(1)

m=1

解开连线

解开连线

(2)

m=1

解开连线

解开连线

(3)

m=1

解开连线

解开连线

定理一:如果圆点的数量为n,那么最少需要的步数m<n

注意,是小于,因为位置是相对的,绝对位置并没有意义

(4)

m=2

解开连线

解开连线

解开连线

定理二:如果n个点中任选k个点构成的子图都有交叉点,那么m>n-k

比如这一关,对于五角星来说,任选4个点构成的子图都有1个交叉点,所以m>5-4=1

(5)

m=2

解开连线

解开连线

解开连线

定理三:去掉任意数量的边,m可能不变,也可能变小,但是不会变大

这一关中,去掉2条边就可以变成五角星,所以m>=2

(6)

m=2

解开连线

解开连线

解开连线

(7)

m=2

解开连线

解开连线

解开连线

这一关很容易以为最少需要的步数m=3,实际上m=2

这里就体现了定理二的妙用了,在试图用定理二证明m>2的时候发现,

有4个点构成的子图是没有交叉点的,这样,我们就可以移动另外2个点消除所有交叉点

(8)

m=3

用定理二可以得出m>2

解开连线

解开连线

解开连线

解开连线

(9)

解开连线

定理四:如果n个圆点分别为点A1,点A2......点An,而且多边形A1A2......An是凸多边形,而且移动一个点之后多边形A1A2......An仍然是凸多边形,那么移动前后最少需要的步数m不变

简证:任取4个点,例如A1A2A3A4,4个点构成交叉等价于A1A3相连而且A2A4相连,所以是否交叉只取决于点在凸多边形上的相对顺序

所以,为了看起来方便可以把上图暂时变成

解开连线

这样很容易看出来m=2

然后再去操作原图

解开连线

解开连线

(10)

m=2

解开连线

解开连线

解开连线

(11)

m=2

解开连线

解开连线

解开连线

(12)

m=3

解开连线

解开连线

解开连线

解开连线

这一关其实和第(8)关本质是一样的

(13)

有特殊规则的,讨论m就没有意义了

解开连线

(14)

m=3

解开连线

解开连线

解开连线

解开连线

(15)

m=3

解开连线

解开连线

解开连线

解开连线

(16)

解开连线

(17)

解开连线

(18)

解开连线

(19)

解开连线

(20)

解开连线

(21)

解开连线

(22)

解开连线

(23)

解开连线

(24)

解开连线

(25)

解开连线

(26)

解开连线

(27)

解开连线

(28)

解开连线

有时会遇到这样的问题:

解开连线

没有线交叉,但是很难把点全部移到洞里面去。

之所以会出现这样的问题,是因为结构不合适。

首先,要从欧拉定理说起。

多面体欧拉定理:对于简单多面体,简单多面体的顶点数V、棱数E及面数F间有关系有著名的欧拉公式:V-E+F=2

简单多面体即表面经过连续变形可以变为球面的多面体,这是一个拓扑变形的概念。

多面体欧拉定理常见的2个证明中,其中一个是通过剪掉一个面,将其余的面拉平,使它变为平面图形,利用算两次的原理计算内角和证明定理。

这个把多面体变成平面图形也是拓扑的概念,理解操作方法就行,这里不需要仔细描述。

对于这个游戏来说,若干连线组成的平面图形,有的是可以看做多面体变形得到的,有的虽然不行但是也差不多,不影响我下面叙述的针对本游戏的规律的正确性。

对于一个多面体,有的面是三角形,有的面是多边形,每一个面都可以用来剪开从而摊平多面体。

为了防止出现“没有线交叉,但是很难把点全部移到洞里面去”的现象,应该选择边数较多的面来剪开


那么,新的问题来了,在游戏一开始的时候如何寻找边数较多的面呢?

这个实际上很难完成,而且并不一定就是多面体,所以更好的策略是:

首先移动顶点,使得所有的线都没有交叉(这个步骤非常简单),可能有多种方法多种结果,任何一个都是可以的。

其次把得到的图和多面体进行比较,就能知道每个面的情况。

比如这里的第28关,可以看得出来是1个六边形加上8个三角形构成的。

最后以这个图为基础稍微调整,就能得到以任意一个面剪开的图

解开连线

这样最终得到的平面图形的可变性行就比较强,一般就不会出现“没有线交叉,但是很难把点全部移到洞里面去”的现象,除非洞的数量极高。

(29)

解开连线

(30)

解开连线

(31)

解开连线

(32)

解开连线

(33)

解开连线

(34)

解开连线

(35)

解开连线

(36)

解开连线

(37)

解开连线

(38)

解开连线

(39)

解开连线

(40)

解开连线

(41)

解开连线

这就是前面提到的洞的数量极高的现象,洞的数量极高的话,难度也会急剧上升。

这个时候仅仅用前面提到的方法已经不够用了。

首先需要仔细分析多面体的结构,这个多面体就是1个六边形加上10个三角形构成的

解开连线

接着根据凸包,把点和洞分成外圈和圈内2种位置
这里引入凸包的概念:凸包就是将最外层的点连接起来构成的凸多边形
对于洞来说,如果洞的数量较大,就可以算出凸包的边数的范围,甚至确定凸包的边数
比如这里的第41关,因为有9个点和9个洞,所以凸包是确定的,就是六边形
对于点来说,凸包其实就是多面体的某一个面,也就是前面提到的剪开的那个面
比如这里的第41关,既然凸包确定是六边形,那么就只能把六边形剪开从而展开多面体,其他的3个点都必须放在六边形里面
这样,我们就知道了3个内点和6个外点,洞也分3个内洞和6个外洞
最后根据线的连接情况和洞的绝对位置,来确定该把哪个点放进哪个洞
比如这里的3个内点,度分别为4,5,6,虽然洞和洞之间无法判断是怎么相连的,但是根据洞的绝对位置可以推断出,
只有下面那个内洞可以对应度为6的内点
这样,我们就得到了唯一对应方案。

解开连线

(42)

解开连线

(43)

解开连线

(44)

解开连线

(45)

解开连线

(46)

解开连线

(47)

解开连线

(48)

解开连线

(49)

解开连线

(50)

解开连线

(51)

解开连线

(52)

解开连线

这里又有了第二种特殊规则:黑点

黑点就是无法移动,除此之外和普通点一样

所以并没有什么难度

(53)

解开连线

(54)

解开连线

黑点和洞同时出现,还是和前面说的方法一样,先变成没有交叉点的图再移动

解开连线

解开连线

(55)

解开连线

(56)

解开连线

(57)

解开连线

(58)

解开连线

(59)

解开连线

(60)

解开连线

(61)

解开连线

这一关出现了3个黑点,看似对我们的操作有一定的限制,实际上反而降低了难度。

首先把连接了2个黑点的点的大致位置摆正,然后把连接了1个黑点的点的位置都摆正,

使得此时黑点连出的线之间是没有交叉的,这个过程很容易。

最后以此为基础,把那些不与黑点相连的点的位置摆正即可,这个过程也很容易,不过需要注意的是,

如果有必要的话,与黑点相连的点也可以稍微调整位置。

解开连线

(62)

解开连线

解开连线

解开连线

解开连线

(63)

解开连线

解开连线

解开连线

(64)

解开连线

(65)

解开连线

(66)

解开连线

(67)

解开连线

解开连线

(68)

解开连线

解开连线

(69)

解开连线

(70)

解开连线

解开连线

至此全部通关。□