在日常生活中,我们要从一个地方去另一个地方,无论是步行、骑车,开车或坐车,在相同的条件下,我们都希望自己走的路程最短,这样不仅节约时间,还能节省费用!

假如有人需要从甲地到乙地,在纵横交错的公路当中,让你把所有能走的最短路线全部告诉他,你能做到吗?今天咱们就一起解决这个问题!

这是一道三年级数学题:下图是娟娟由A地到B地经过的所有公路,她要顺利到达B地,一共有多少条最短路线可走?

分析这道题,为了方便,我们在各个交叉点处,都标上英文字母。

在这里,首先我们必须明确一点,从A到B的最短路线到底有多长?要从A点走到B点,不论怎样走,即使最短的路线,也要走长方形AHBD的一个长与一个宽,即AD+DB。

因此,在水平方向上,所有线段的长度和应等于AD;在竖直方向上,所有线段的长度和应等于DB。也只有这样,我们才能保证走的这条路线,是一条最短路线。

为了保证这一点,我们就不应该走“回头路”,只能向右和向下走。即在水平方向上不能向左走,在竖直方向上不能向上走。

也许你看到这个问题,就认为这太简单了!这是因为:你能很快找出了从A到B的所有最短路线,即:

A—C—D—G—B

A—C—F—G—B

A—C—F—I—B

A—E—F—G—B

A—E—F—I—B

A—E—H—I—B

你说一点都不错!我们也确信:这六条路线的确都是从A到B的最短路线。只不过,这道题的路线太简单了!如果要是更复杂的路线,还是按照上述方法来找,它的缺点是很难保证找出所有的最短路线!你不相信?那就试试看!

比如下面这个图,即使不能保证“不漏掉”,要做到“不重复”也是非常困难的。

闲话少叙,现在咱们继续观察上面的图,看这类题是否有规律可循,需要说明的是,一定要注意观察几个点。

(1)先看C点:虽然由A、由F和由D都可以到达C,但是由F—C是由下向上走,由D—C是由右向左走,这两条路线无论以后怎样走,都不可能是最短路线。因此,从A到C只有一条路线。同理可得:从A到D、从A到E、从A到H,同样是只有一条路线。

为了方便记忆,我们把数字“1”分别标在C、D、E、H这四个点上。

(2)接着看F点:从上向下走是C—F,从左向右走是E—F,那么从A点出发到F,可以是A—C—F,也可以是A—E—F,一共有两种走法。其他的路都不可能最短,不用考虑。

我们在图中的F点处,标上数字“2”。2=1+1,第一个“1”是从A—C的一种走法;第二个“1”是从A—E的一种走法。

(3)再看G点:从上向下走是D—G,从左向右走是F—G,那么从A点出发到G,可以这样走:

A—C—D—G,A—C—F—G,A—E—D—G,一共有三种走法。

我们在G点标上数字“3”。3=2+1,“2”是从A—F的两种走法,“1”是从A—D的一种走法。

(4)继续看I点:从上向下走是F—I,从左向右走是H—I,那么从A点出发到I,可以这样走:

A—C—F—I,A—E—F—I,A—E—H—I,一共有三种走法。

我们在I点标上“3”。3=2+1,“2”是从A—F的两种走法;“1”是从A—H的一种走法。

(5)最后看B点:从上向下走是G—B,从左向右走是I—B,那么从A点出发到B,可以这样走:

A——C——D——G——B

A——C——F——G——B

A——C——F——I——B

A——E——F——G——B

A——E——F——I——B

A——E——H——I——B

一共有六种走法。我们在B点标上数字“6”。6=3+3,第一个“3”是从A—G共有三种走法,第二个“3”是从A—I共有三种走法。

我们仔细观察,发现每一个小格右下角上标的数,正好是这个小格右上角与左下角的数的和,这个和就是从出发点A到这点的所有最短路线的条数。只要掌握了这个规律,我们可以通过计算,就能直接确定从A—B的最短路线的条数,而且能够保证既“不重复”又“不漏掉”。

解:由上面的分析,可以得到如下的规律:每个格右上角与左下角所标的数字之和,等于这个格的右下角应当标注的数字。我们把这种方法称为对角线法,也叫标号法。

根据这种“对角线法”,B点标的数字等于6,那么从A到B就有6条不同的最短路线。

答:从A到B共有6条不同的最短路线。

下面这个图,是某城的公路示意图。需要注意的是:C、D、E、F、G、H几个点,另有其他用途,汽车不能直接通行。按照所学的方法,大家自己算一算,汽车从A点开到B点,有几条最近路线?