四色地图算盘计算器及其使用方法

文档序号:6483164阅读:339来源:国知局
专利名称: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l、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l,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)中己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IO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。


图l为本发明的结构示意2为本发明的六角型珠示意3为本发明的邻区序号板示意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
具体实施例方式
本发明详细结构、应用原理、作用与功效,参照附图l-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l;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ll。其中上边l;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^;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IO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"O",两个半圆"C",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l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l, 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"〇"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1〇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20B6A5D1A7D,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4X3X2Xl-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。
权利要求
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l,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。
全文摘要
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。
文档编号G06C1/00GK101604179SQ20091005994
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者朱裕和, 李中平 申请人:朱裕和
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