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천재들이 만든 수학퍼즐 7 - 본편, 오일러가 만든 한붓그리기 ㅣ 천재들이 만든 수학퍼즐 7
홍선호 지음 / 자음과모음 / 2008년 1월
평점 :
이 책의 추천사를 쓴 고등과학원 박부성 연구원은 말하고 있다.
'교과서의 수학은 약간 재미없게 만든 수학 퍼즐'일 뿐이니 두려워하지 말라고 말이다. 딸아이는 스마트폰 어플 한붓그리기를 곧잘 한다. 웬만한 게임보다 낫다고 생각해서 그건 허용하고 있는데 검색하다가 한붓그리기 관련 책이 있어서 신청한 건데 읽을수록 그 신기함과 흥미로움에 내가 더 빠져들었다~^^
나도 스마트폰 한붓그리기 중독이 되어 버렸다는;;
이 책은 한붓그리기가 무엇인지, 한붓그리기가 가능한 조건은 무엇인지, 그리고 생소한 단어인 오일러 길, 오일러 순환길, 해밀턴 길, 해밀턴 순환길에 대한 정의를 해 주면서 직접 그 예를 보여 주고 있어서 무엇보다 이해가 잘 갔다.
어렵게만 생각했던 수학퍼즐을 쉽게 다가오게 하는 책이다.
한붓그리기에서 꼭 알아두어야 할 용어는 오일러 길, 오일러 순환길, 해밀턴 길, 해밀턴 순환길이다. 어떤 도형에서 출발점과 도착점이 같으면서 모든 선을 꼭 한번씩만 지나는 길을 오일러 순환길이라 하고, 출발점과 도착점이 같지 않으면서 모든 선을 꼭 한번씩만 지나는 길은 오일러 길이다. 모든 꼭지점을 한 번씩만 지나고 출발점과 도착점이 다른 길은 해밀턴 길, 한 꼭지점에서 출발하여 모든 꼭지점을 한 번씩만 지나고 다시 출발점으로 돌아오는 길은 해밀턴 순환길이라고 한다. 말이 좀 복잡해 보이지만 그림을 보며 이해를 하니 굳이 외우지 않아도 무엇을 뜻하는지 이해가 간다.
해밀턴 순환길에 대한 설명 부분에서는 입체도형의 모습을 위에서 바라보는 평면도형과 같은 그림으로 바꾸어 최단거리를 찾는 방법도 나온다.
이러한 한붓그리기는 건축 도면 등을 그릴 때 되도록 동선이 짧게 그림을 그리고자 할 때 적용할 수 있다고 한다.
다음 문제를 풀어 볼까?


위 도형들의 홀수점과 짝수점을 찾아보면 다음과 같다.
평면도형에서 한 꼭지점에 연결된 선의 수가 홀수개이면 그 꼭지점은 홀수점이 되고, 연결된 선의 수가 짝수개이면 그 꼭지점은 짝수점이 된다. 이러한 홀수점과 짝수점의 특징은 짝수점은 그점에 연결된 수가 짝수이기 때문에 한 선을 통해 들어와서
다른 한 선으로 나갈 수 있지만 홀수점은 마지막에서는 다시 되돌아 나갈 수 없으므로 끝나는 점이 된다. 1번 도형은 홀수점이 두개 있고 4번 도형은 홀수점이 없는 것을 알 수 있다. 홀수점이 없는 도형의 한붓그리기는 어느 꼭지점에서 출발하여 그려도 한번에 제자리로 돌아오기 때문에 쉽고 1번과 같이 홀수점이 2개인 것도 한 홀수점에서 출발하여 다른 홀수점에서 끝나기 때문에 가능하다.
하지만 2, 3번 도형을 보자. 2번 도형은 홀수점이 6개 있고, 3번은 홀수점이 4개이다.
이는 한붓그리기가 불가능하다. 한붓으로 그릴 수 있는 도형은 출발하는 점과 끝나는 점 외의 점에서는 들어가는 선과 나오는선이 항상 쌍으로 되어야 하므로
그리는 도중에 홀수점이 나타난다면 더이상 진행이 불가능하기 때문이란다.
아, 신기하다. 한붓그리기 문제를 접했을 때 무턱대고 선을 그리다가 이렇게도 해 보고 저렇게도 해 보면서 시간을 보내다가 포기해 버리기 일쑤엿는데,
이런 원리가 숨어 있다니 오늘부터는 종이를 하나 준비하고 게임을 해 보려고 한다.
ㅎㅎ 종이까지는 필요없나? ^^두 점 사이를 잇는 곡선 중에서 가장 짧은 곡선의 길이를 그 두 점 사이의 최단거리라고 한다. 다음은 택배 회사에서 배달을 하고 다시 돌아오기 위해 최단거리를 계산할 때 활용할 수 있는 해밀턴 순환길을 표로 만든 것이다.

이 표로 보듯이 똑같은 거리가 2개씩 쌍으로 나타나는 데 해밀턴 순환길과 그 길을 거꾸로 가는 경우를 모두 따졌기 때문이란다. 그러므로 가장 짧을 거리는 두가지 경우가 나타나는 것이다. 이처럼 해밀턴 순환길은 현대에 경제적인 측변과 시간적인 측면에서
매우 유용하게 응용되고 있는 이론이라고 한다.
이 책의 저자는 수학의 각종 기호는 편의를 위한 것인데 그 뜻을 모른 채 무작정 외우려다 보니 공포의 과목으로 다가온다고 말한다.
지금 나부터라도 그 공포심을 없애는 것이 가장 먼저 할 일이 아닌가 싶다.
그와 같은 공포감을 줄이기 위해 이렇게 호기심을 끄는 문제를 함께 풀면서 흥미롭게 수학으로 다가가면 난이도로 느끼는 체감 공포를 조금씩 줄여 나갈수 있지 않을까..