书城科普读物必听的数学之谜
14715300000105

第105章 第一百〇 欧拉的奇妙公式F V-E=2怎么来的

数学思想的特点是,一旦它们被确定为真,它们应适用于所有情形。例如,要将前K个计数数相加,1 2 3 …… k,只需代入公式k(k 1)/2.这公式在数学上曾用所谓归纳法得到证明。按照自然法则,不可能就从1开始的相继计数数的每一个可能的集合对这公式作出验证,但是数学证明之美在于它们不需要蛮力。瑞士数学家伦哈德·欧拉以他的许多数学发现著称,特别是在拓扑学领域。他对柯尼斯堡桥问题的解被认为开创了拓扑网络的研究。拓扑学研究的是物体变形时保持不变的那些特性。例如,将立方体拉长和压扁,可使它变形成四面体,反之亦然。立方体的大小显然变了,它的面、顶点和棱的数目也是如此。结果人们会问,哪些特性留下来保持不变呢?一种观察是立方体内部的任一点仍旧是四面体的内点。

除拓扑学之外,欧拉证明的有关多面体的一种不变特性的一个迷人的定理是:如果将多面体的面数与顶点数相加再减去棱数,结果总是2.F V-E=2.