Graphes et Chaînes Eulériennes

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1. Naissance de la Théorie des Graphes : Königsberg

Au XVIIIe siècle, la ville prussienne de Königsberg (aujourd'hui Kaliningrad en Russie) était construite autour du fleuve Pregolia, qui séparait la ville en quatre masses de terre : les rives Nord et Sud, ainsi que deux grandes îles. Sept ponts reliaient ces différentes parties.

Les bourgeois de la ville s'amusaient à chercher un itinéraire de promenade permettant de partir d'un point, de traverser chaque pont une et une seule fois, et de revenir à leur point de départ. Personne n'y parvenait, mais personne ne savait prouver que c'était impossible.

"Ce problème m'a été soumis, et on m'a dit que personne n'avait pu prouver qu'un tel chemin était possible ou impossible. [...] Ce type de solution relève de cette Géométrie de position (Geometria situs) qu'a pressentie Leibniz."
— Leonhard Euler, 1736

En 1736, le génial mathématicien Leonhard Euler s'empare du problème. Son coup de génie a été de comprendre que les distances, les angles ou la taille des îles n'avaient aucune importance. Seules les connexions comptaient. Il a ainsi remplacé chaque masse de terre par un point (un sommet), et chaque pont par une ligne (une arête).
En s'affranchissant de la géométrie classique, Euler venait d'inventer la Théorie des Graphes et de poser les fondations de la Topologie.

Théorème d'Euler (1736) : Soit $G = (V, E)$ un graphe connexe.
  1. $G$ admet un cycle eulérien $\iff$ tous ses sommets sont de degré pair.
  2. $G$ admet une chaîne eulérienne (non cyclique) $\iff$ exactement deux de ses sommets sont de degré impair.

Corollaire : S'il y a plus de 2 sommets de degré impair (comme c'était le cas à Königsberg, qui en avait 4), le problème n'a pas de solution.

2. Exercice Interactif

Cliquez sur les sommets pour vous déplacer. Cliquez sur votre position actuelle (en jaune) pour annuler le dernier déplacement.

Parcours :
Aucun sommet sélectionné

Arêtes traversées : 0 / 0