四色定理证明题目

时间:2022-07-03 02:48:02 职场文书 我要投稿
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四色定理证明题目

四色定理证明题目

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为了打击我根深蒂固的愚昧和狂妄,特悬赏:第一个发现证明0或证明2本质错误的人,可获得小米手机一台,略表谢意。证明1中,有一个错误,但可以弥补,不会影响结论。(我用的是WPS软件,所以选择小米。)

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本文所说的图都是指平面图。

方法0:

方法1:

数学归纳法:

最小4色图是K4,含4个区域,4个点。

设图含N(大于3)个点时,4色可染。若图3色不可染,图必然含至少2个区域,没有一个固定区域必须4色染。(即允许有4色染的区域存在,但在图上是可以流动的。类似于给图4色染的时候,因为没有精心的配置,会出现某个区域4色染的情况。)

增加1个点A,它必然第4色可染,图4色可染。

若图只有1个区域,则2色可染。所以,若图3色不可染,图必然含至少2个区域。

此时,含N+1个点的图若存在一个固定区域必须4色染,则必然是A所在(或不在)的区域。

如果A所在的区域包含了所有点,则要么图3色可染,要么A是N个点的环的中心点,无4色染的区域。

如果A所在的区域没有包含所有点,因为我们可以任意指定谁是A,所以没有一个固定区域必须4色染。

【另一种表述:因为必须4色染的图必然含K3子图,所以必然有1个3色染的区域。令3色染的区域含A(或者不含A)。而A却是可以任意流动的,所以没有一个固定区域必须4色染。】

根据归纳法可知,平面图4色可染。

证毕。

方法2:

证明:

数学归纳法:

先观察一下4色图有什么特征:

最小的4色图是K4,可以看作是C3加上一个中心点。

5个点的图4色可染,当它必须4色染时,必有2个点,分别处于一个环的内外。

6个点的图4色可染,当它必须4色染时,要么是C5加上一个中心点,要么是必有2个点,分别处于一个环的内外。

根据观察,我们大胆假设:当图含N个点时,4色可染,当它必须4色染时,要么含有子图C(N-1)加上一个中心点,要么有2个点,分别处于一个环的内外。

我们先证明当图含N+1个点时,图4色可染:

去除N+1个点中任意一点A, 新图含N个点。

如果新图3色可染,则A第4色可染。图4色可染。

如果新图必须4色染,根据假设可知,要么新图含有子图C(N-1)加上一个中心点(此时,显然A第4色可染),要么有2个点(B和C),分别处于一个环的内外。

不失一般性,我们可以假设A 和B处在同一个区域。

考察区域B所在点的染色情况:

若3色可染,则必有A第4色可染。

若必须4色染,根据假设可知,区域B要么有子图C(N-X)加上一个中心点,

(X是某个自然数。此时,显然A第4色可染),要么含有两个点E,F分别处于某个环的内外。

不失一般性,我们可以假设A 和E处在同一个区域......

因为图是有限图,所以A必然是第4色可染的。

所以N+1个点的图4色可染。

命题得证。

待续,贴不下......为尊重“聘才职业圈”这个平台上众多给予帮助的专家,引用此文时,请注明“来自聘才职业圈”

为了打击我根深蒂固的愚昧和狂妄,特悬赏:第一个发现证明0或证明2本质错误的人,可获得小米手机一台,略表谢意。证明1中,有一个错误,但可以弥补,不会影响结论。(我用的是WPS软件,所以选择小米。)

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本文所说的图都是指平面图。

方法0: