CN101604179A - 四色地图算盘计算器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明四色地图算盘计算器及其使用方法，涉及数学与地理教育教学领域，旨在解决目前各国只能出版发行多于四色的五色地图、六色地图等的技术问题。本发明包括有矩形边框等，梁5与上下边平行，贯通穿过梁5的3～20根档11与左右边平行，在左边3和梁5之间的档上串设有主区序号珠6、主区属性珠7和主区颜色珠8，所有珠均为中空六角型，其中主区序号珠各面均标有一个唯一自然数；主区颜色珠8与梁5相邻接；主区属性珠7位于前两珠之间；在右边4和梁5之间的档上串设有3～20颗邻区颜色珠9；主区颜色珠8和邻区颜色珠9的六面分别六种颜色；邻区序号板10设于两档之间并与档相平行。本发明适用于四色地图涂色。

Description

四色地图算盘计算器及其使用方法

技术领域

本发明涉及数学与地理教育教学领域，特别是一种用于四色地图涂色的算盘计算器及其使用方法。

背景技术

现有技术绘制地图及其计算和软件技术，其理论、方法和技术，来源于1852年四色地图猜想诞生以来，数学家、地图专家和计算机专家共同研究的理论，可统称为“并圈着色理论”，没有从根本上解决在无穷大范围内，严格地证明四色定理这道国际数学难题，只证明了五色定理，因此，世界各国据此理论，编辑出版印刷五色及以上的多色地图，给人们学习、生活、交通、科研、军事等带来不便。

发明内容

本发明旨在解决目前世界各国只能出版发行多于四色的五色地图、六色地图等的技术问题，以提供一种仅使用四种颜色即可准确地完成地图着色的算盘计算器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的四色地图算盘计算器，包括由上边1、下边2、左边3、右边4构成矩形边框，梁5与上下边平行，其两端分别连接左边3和右边4，贯通穿过梁5的3～20根档11与左右边平行，其两端分别连接上边1和下边2，在左边3和梁5之间的档上串设有主区序号珠6、主区属性珠7和主区颜色珠8，所有珠均为中空六角型，其中主区序号珠6与左边3相邻接，其各面均标有一个唯一自然数；主区颜色珠8与梁5相邻接；主区属性珠7位于前两珠之间，其六个面分别标有2个闭圈标志、2个开圈标志、2个空白标志；在右边4和梁5之间的档上串设有3～20颗邻区颜色珠9；主区颜色珠8和邻区颜色珠9的六面分别涂有A、B、C、D、E、F六种颜色；邻区序号板10设于两档之间并与档相平行，其两端分别连接梁5和右边4。

前述的四色地图算盘计算器，其中所述的邻区颜色珠9下方设有邻区颜色板。

前述的四色地图算盘计算器，其中所述计主区颜色珠8和邻区颜色珠9的六面分别涂有红，绿，紫，黄，蓝，白色。

前述的四色地图算盘计算器的使用方法，包括如下步骤：

a)在所需填色的地图上选取任一行政区，将其标志为主区序号1，并将与该行政区边界相接的周围行政区以随机方式标志为主区序号2、3、4至N，其中N代表与该行政区边界相接的周围行政区的总数加一；

b)将四色地图算盘计算器1～N档上的主区序号珠6的序号分别拨为1～N，在对应前述序号为1～N的主区序号珠6之邻区序号板10上，分别标记所有与该区相邻接的其他主区序号；

c)对应b)中已设好的一个主区序号，如该主区序号所代表的行政区边界线为首尾相接的闭合边界线，则将其同档的主区属性珠7拨为闭圈标志，如该主区序号所代表的行政区边界线为首尾不相接的开放边界线，则将其同档的主区属性珠7拨为开圈标志，按前述规则对应1至N的主区序号，将其它相应的主区属性珠7拨为闭圈或开圈标志；

d)将主区序号为1的第一档之主区颜色珠8拨为颜色A，根据主区颜色珠8与其同档之邻区颜色珠9不同色原则、同档相邻之邻区颜色珠9不同色原则、同档邻接梁5的邻区颜色珠9与邻接右边4的邻区颜色珠9不同色原则，逐次将对应于该档邻区序号板10之标记的邻区颜色珠9调整为相应颜色；

e)根据第一档中邻区序号板10上的之主区标号，将已明确颜色的各档主区属性珠7调整为对应邻区序号板10上相同数字的邻区颜色珠9之颜色；

f)根据主区属性珠7与其同档相邻之邻区颜色珠9不同色原则、同档相邻之邻区颜色珠9不同色原则、同档邻接梁5的邻区颜色珠9与邻接右边4的邻区颜色珠9不同色原则，将经过步骤d)至步骤e)之后尚未完成着色的其它各主区属性珠7调整为相应颜色。

本发明四色地图算盘计算器及其使用方法的有益效果：

1.解决了四色问题这道国际数学难题；

2.促进学生学习和人们大脑活动的过程；

3.不仅能算出四色地图，还能算出多于四色的多色地图；

4.使用中国古代算盘的制造工艺，材料具有多样性，可用价格低廉的木材、塑料，结构简单，制造工艺简便，产品成本低，无毒副作用，使用中不消耗任何能源，环保，便于操作，适用于各类人群。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的六角型珠示意图

图3为本发明的邻区序号板示意图

图4为本发明的示例地图

图5～图9为本发明的四色地图计算与使用示意图

图中标号说明：

1上边、2下边、3左边、4右边、5梁、6主区序号珠、7主区属性珠、8主区颜色珠、9邻区颜色珠、10邻区序号板、11档

具体实施方式

本发明详细结构、应用原理、作用与功效，参照附图1-9通过如下实施方式予以说明。

参阅附图1～3，以说明本发明四色算盘计算器的制作流程：

1.如附图1所示，本发明的部件包括：上边1；下边2；左边3；右边4；梁5；主区序号珠6；主区属性珠7；主区颜色珠8；邻区颜色珠9；邻区序号板10；档11。其中上边1；下边2；左边3；右边4；梁5可采用算盘现有技术部件。

2.主区栏在梁5和左边2之间，每档安装3颗珠，分别为主区序号珠6、主区属性珠7和主区颜色珠8，其中主区序号珠6与左边3相邻接；主区颜色珠8与梁5相邻接；主区属性珠7位于前两珠之间；邻区栏在梁5和右边4之间，每一档安装10颗邻区颜色珠9。共安装10档。

3.如附图2所示，用10颗六角螺母加工制成主区序号珠6，第一档第一珠的六个面分别竖刻1、11、21、31、41、51；第二档第一颗珠的六个面分别竖刻2、12、22、32、42、52；……；第10档第一颗珠的六个面分别竖刻10、20、30、40、50、60。

4.如附图2所示，用10颗六角螺母加工制成主区属性珠7，表示主区属性，每颗珠分别刻两个圆“○”，两个半圆

分别表示闭圈和开圈，按圆，半圆，白板，圆，半圆，白板顺序排列。

5.如附图2所示，用110颗六角螺母加工制成主区颜色珠8和邻区颜色珠9，表示主区和邻区在计算过程中的颜色，每颗珠的六个面分别涂成红，绿，紫，黄，蓝，白六种颜色，在主区栏第3个位置安装10颗珠作为主区颜色珠8，余下100颗珠安装在梁5和右边4之间的邻区栏内，每一档安装10颗邻区颜色珠9，共安装10档。

6.用此130颗珠，足以计算出世界各洲各国各级各类行政区划四色地图，还可以将算盘做成20档，20珠的规格，即主区栏3珠，邻区栏17珠，等等。

7.如附图3所示，在邻区栏内，每一档邻区颜色珠的下面安装一块邻区颜色板，在上面可以刻写出与主区对应的所有邻区的编号，也可以在邻区颜色板上备些纸条，每计算一次写1页，计算完毕便去掉。

参阅附图5～9，以说明本发明四色地图算盘计算器的使用方法：

1.如图4所示，给方框内的8个行政区各输入数字1，2，…，8。

2.如图5所示，用主区栏第1档至第8档第1颗珠1，2，3，4，5，6，7，8分别表示8个行政区，在每一档内，它们作为主区，根据图4，判断出1，2，3三个行政区的属性是闭圈，在主区栏内用第2颗珠上的圆“○”表示；判断4，5，6，7，8五个行政区的属性是开圈，在主区栏用第2颗珠上的半圆

表示；在邻区栏内，从第一档至第八挡，在每一块邻区颜色板上写出每个主区的所有邻区的序号数，完成“串圈着色法”第1步编序。

3.如图6所示，对1着色A；由主邻不同色，得2着色B；由主邻不同色和邻邻不同色，得5不着色A，且5不着色B，选5着色C；同理4着色B，3已着色C，4已着色B，给8着色C；由主邻不同色，得7不着色A，由邻邻不同色，得7不着色C，由首尾不同色，得7不着色B，因为7不能着A、B、C三色，故必有7着色D。于是，在第一档上计算，得出了以1为主区的第1圈的四色地图，可输出的结果是：1○A2B5C4B3C4B8C7D。

4.如图7所示，是在主区栏内第2档至第8档和邻区栏内第2档上，把第一档上的计算结果表示出来，第一列1A2B3C4B5？6？7D8C，第2档是6？5？1A7D(？代表此行政区颜色暂无法确定)，可以看出，只有5和6两个行政区没有确定颜色。

5.如图8所示，在邻区栏内第2档上，根据邻邻不同色，绐5着色D；根据主邻不同色，得6不着色B；根据邻邻不同色和首尾不同色，得6不着色D，于是6可着色A和C。但根据能少不多色，选6着色A，把第2档上这个圈着三色地图，第2档可输出的结果是：2○B6A5D1A7D，同时，把第2档上5D6A的结果拨在主区栏内第1列上，则由第1列可输出计算结果：“1A2B3C4B5D6A7D8C，”是图4的四色地图的一个解，至此，已经计算出图4的四色地图。

6.如图9所示，从第3档至第8档，把主区栏内第1列的计算结果用珠在邻区栏内分别表出，即检验，全部符合“串圈着色理论”，完成“串圈着色法”第2步“计算”。

7.用上述步骤计算出来的结果在图4内着色，得图4的一幅四色地图。因为A既可以代表红色，又可以代表其它3种颜色，B可以代表除A外的其余3种颜色，C可以代表除A、B外的其余两种颜色，C可以代表除A、B、C外的一种颜色，由乘法原理，知共有4×3×2×1＝24种，所以用第2步计算出来的结果，在图4内着色，可得图4的24幅完全不同的四色地图。

从上所述，本发明的四色地图算盘计算器及其使用方法，使用中国古代算盘的制造工艺，解决了四色问题这道国际数学难题，促进学生学习和人们大脑活动的过程，不仅能算出四色地图，还能算出多于四色的多色地图，材料具有多样性，可用价格低廉的木材、塑料，结构简单，制造工艺简便，产品成本低，无毒副作用，使用中不消耗任何能源，环保，便于操作，适用于各类人群。

Claims (4)

1.四色地图算盘计算器，其特征在于：上边(1)、下边(2)、左边(3)、右边(4)构成矩形边框，梁(5)与上下边平行，其两端分别连接左边(3)和右边(4)，贯通穿过梁(5)的3～20根档(11)与左右边平行，其两端分别连接上边(1)和下边(2)，在左边(3)和梁(5)之间的档上串设有主区序号珠(6)、主区属性珠(7)和主区颜色珠(8)，所有珠均为中空六角型，其中主区序号珠(6)与左边(3)相邻接，其各面均标有一个唯一自然数；主区颜色珠(8)与梁(5)相邻接；主区属性珠(7)位于前两珠之间，其六个面分别标有2个闭圈标志、2个开圈标志、2个空白标志；在右边(4)和梁(5)之间的档上串设有3～20颗邻区颜色珠(9)；主区颜色珠(8)和邻区颜色珠(9)的六面分别涂有A、B、C、D、E、F六种颜色；邻区序号板(10)设于两档之间并与档相平行，其两端分别连接梁(5)和右边(4)。

2.如权利要求1所述的四色地图算盘计算器，其特征在于：所述的邻区颜色珠(9)下方设有邻区颜色板。

3.如权利要求1所述的四色地图算盘计算器，其特征在于：所述计主区颜色珠(8)和邻区颜色珠(9)的六面分别涂有红，绿，紫，黄，蓝，白色。

4.如权利要求1所述的四色地图算盘计算器的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

a)在所需填色的地图上选取任一行政区，将其标志为主区序号1，并将与该行政区边界相接的周围行政区以随机方式标志为主区序号2、3、4至N，其中N代表与该行政区边界相接的周围行政区的总数加一；

b)将四色地图算盘计算器1～N档上的主区序号珠(6)的序号分别拨为1～N，在对应前述序号为1～N的主区序号珠(6)之邻区序号板(10)上，分别标记所有与该区相邻接的其他主区序号；

c)对应b)中已设好的一个主区序号，如该主区序号所代表的行政区边界线为首尾相接的闭合边界线，则将其同档的主区属性珠(7)拨为闭圈标志，如该主区序号所代表的行政区边界线为首尾不相接的开放边界线，则将其同档的主区属性珠(7)拨为开圈标志，按前述规则对应1至N的主区序号，将其它相应的主区属性珠(7)拨为闭圈或开圈标志；

d)将主区序号为1的第一档之主区颜色珠(8)拨为颜色A，根据主区颜色珠(8)与其同档之邻区颜色珠(9)不同色原则、同档相邻之邻区颜色珠(9)不同色原则、同档邻接梁(5)的邻区颜色珠(9)与邻接右边(4)的邻区颜色珠(9)不同色原则，逐次将对应于该档邻区序号板(10)之标记的邻区颜色珠(9)调整为相应颜色；

e)根据第一档中邻区序号板(10)上的之主区标号，将已明确颜色的各档主区属性珠(7)调整为对应邻区序号板(10)上相同数字的邻区颜色珠(9)之颜色；

f)根据主区属性珠(7)与其同档相邻之邻区颜色珠(9)不同色原则、同档相邻之邻区颜色珠(9)不同色原则、同档邻接梁(5)的邻区颜色珠(9)与邻接右边(4)的邻区颜色珠(9)不同色原则，将经过步骤d)至步骤e)之后尚未完成着色的其它各主区属性珠(7)调整为相应颜色。

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