กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

กราฟ Chvátal

ในสาขา คณิตศาสตร์ ทฤษฎีกราฟ กราฟ Chvátal เป็น กราฟแบบไม่มี ทิศทางที่มี 12 จุดยอดและ 24 ขอบ ซึ่งค้นพบโดย Václav Chvátal ในปี 1970 เป็นกราฟที่เล็กที่สุดที่ ไม่มีรูปสามเหลี่ยม เป็น...

กราฟ Chvátal

ในสาขาคณิตศาสตร์ทฤษฎีกราฟกราฟChvátalเป็นกราฟแบบไม่มีทิศทางที่มี 12 จุดยอดและ 24 ขอบ ซึ่งค้นพบโดยVáclav Chvátalในปี 1970 เป็นกราฟที่เล็กที่สุดที่ไม่มีรูปสามเหลี่ยมเป็น กราฟ ปกติ 4 จุดและมีสี 4สี

สี ระดับ และเส้นรอบวง

กราฟ Chvátal ไม่มีรูปสามเหลี่ยม : เส้นรอบวง (ความยาวของวงจรที่สั้นที่สุด) คือสี่ เป็นกราฟปกติ 4 : แต่ละจุดยอดมีเพื่อนบ้านสี่จุดพอดีจำนวนสี ของมัน คือ 4: สามารถระบายสีได้โดยใช้สี่สี แต่ไม่สามารถระบายสีได้โดยใช้เพียงสามสี ดังที่ Chvátal สังเกต กราฟนี้เป็นกราฟที่ไม่มีรูปสามเหลี่ยมที่มีจำนวนสี 4 และเป็นกราฟปกติ 4 ที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้ กราฟที่ไม่มีรูปสามเหลี่ยมที่มีจำนวนสี 4 ที่เล็กกว่าคือกราฟGrötzschซึ่งมี 11 จุดยอด แต่มีดีกรีสูงสุด 5 และไม่ใช่กราฟปกติ[ 1 ]

ตามทฤษฎีบทของบรู๊คส์ทุกๆเค{\displaystyle k}-กราฟปกติ (ยกเว้นวัฏจักรคี่และคลิก) มีจำนวนสีไม่เกินเค{\displaystyle k}นอกจากนี้ เป็นที่ทราบกันมาตั้งแต่สมัยErdős (1959)แล้วว่า สำหรับทุกๆเค3{\displaystyle k\geq 3}และ3{\displaystyle \ell \geq 3}มีอยู่เค{\displaystyle k}กราฟสีที่มีเส้นรอบวง{\displaystyle \ell }[ 2 ]ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ทั้งสองนี้และตัวอย่างหลายตัวอย่างรวมถึงกราฟ Chvátal นั้นBranko Grünbaumตั้งข้อสันนิษฐานว่าสำหรับทุกๆเค{\displaystyle k}และ{\displaystyle \ell }มีอยู่เค{\displaystyle k}-โครมาติกเค{\displaystyle k}-กราฟปกติที่มีเส้นรอบวง{\displaystyle \ell }[ 3 ]กราฟ Chvátal แก้ปัญหากรณีนี้เค==4{\displaystyle k=\ell =4}ของสมมติฐานนี้[ 1 ]สมมติฐานของ Grünbaum ถูกหักล้างสำหรับค่าที่ใหญ่พอสมควรเค{\displaystyle k}โดยโยฮันเซน ผู้ซึ่งแสดงให้เห็นว่าจำนวนสีของกราฟที่ไม่มีรูปสามเหลี่ยมคือโอ(Δ/บันทึกΔ){\displaystyle O(\Delta /\log \Delta )}ที่ไหนΔ{\displaystyle \Delta }คือระดับสูงสุดของจุดยอดและโอ{\displaystyle O}แนะนำ สัญกร ณ์O ขนาดใหญ่[ 4 ]อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการพิสูจน์หักล้างนี้แล้ว การค้นหาตัวอย่างเช่นกราฟ Chvátal ที่มีเส้นรอบวงสูงก็ยังคงน่าสนใจอยู่เค{\displaystyle k}-โครมาติกเค{\displaystyle k}กราฟปกติสำหรับค่าเล็กๆ ของเค{\displaystyle k}.

ข้อสันนิษฐานทางเลือกอีกประการหนึ่งของบรูซ รีดกล่าวว่า กราฟที่ไม่มีรูปสามเหลี่ยมที่มีดีกรีสูงจะต้องมีจำนวนสีที่น้อยกว่าดีกรีของมันอย่างมาก และโดยทั่วไปแล้ว กราฟที่มีดีกรีสูงสุดจะต้องมีจำนวนสีที่น้อยกว่าดีกรีของมันมากΔ{\displaystyle \Delta }และขนาดกลุ่มสูงสุดω{\displaystyle \omega }ต้องมีเลขสี[ 4 ]χ(จี)Δ+ω+12.{\displaystyle \chi (G)\leq \left\lceil {\frac {\Delta +\omega +1}{2}}\right\rceil .} คดีω=2{\displaystyle \omega =2}จากข้อสันนิษฐานนี้ จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีค่ามากพอΔ{\displaystyle \Delta }จากผลลัพธ์ของ Johanssen กราฟ Chvátal แสดงให้เห็นว่าการปัดเศษขึ้นในสมมติฐานของ Reed นั้นจำเป็น เพราะสำหรับกราฟ Chvátal นั้น(Δ+ω+1)/2=7/2{\displaystyle (\เดลต้า +\โอเมก้า +1)/2=7/2}ตัวเลขที่น้อยกว่าจำนวนสี แต่เมื่อปัดขึ้นแล้วจะเท่ากับจำนวนสี

คุณสมบัติอื่นๆ

กราฟนี้ไม่ใช่กราฟที่ถ่ายทอดจุดยอดได้ (vertex-transitive ): กลุ่มออโตมอร์ฟิซึม ของกราฟนี้ มีวงโคจรหนึ่งวงบนจุดยอดที่มีขนาด 8 และอีกหนึ่งวงบนจุดยอดที่มีขนาด 4

กราฟ Chvátal เป็นกราฟแฮมิลโทเนียนและมีบทบาทสำคัญในการพิสูจน์โดยFleischner & Sabidussi (2002) ว่า การกำหนดว่ากราฟแฮมิลโทเนียนที่ไม่มีสามเหลี่ยมสามารถระบายสีได้ 3 สีหรือไม่นั้นเป็นปัญหาNP-complete [ 5 ]

พหุนามลักษณะเฉพาะของกราฟ Chvátal คือ(x4)(x1)4x2(x+1)(x+3)2(x2+x4){\displaystyle (x-4)(x-1)^{4}x^{2}(x+1)(x+3)^{2}(x^{2}+x-4)}พหุนาม Tutteของกราฟ Chvátal ได้รับการคำนวณโดยBjörklund et al. (2008 ) [ 6 ]

ค่าความเป็นอิสระของกราฟนี้คือ 4

กราฟเป็นระนาบ1 [ 7 ]

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กราฟ Chvátal

ในสาขา คณิตศาสตร์ ทฤษฎีกราฟ กราฟ Chvátal เป็น กราฟแบบไม่มี ทิศทางที่มี 12 จุดยอดและ 24 ขอบ ซึ่งค้นพบโดย Václav Chvátal ในปี 1970 เป็นกราฟที่เล็กที่สุดที่ ไม่มีรูปสามเหลี่ยม เป็น...

สี ระดับ และเส้นรอบวง

กราฟ Chvátal ไม่มีรูปสามเหลี่ยม : เส้นรอบวง (ความยาวของวงจรที่สั้นที่สุด) คือสี่ เป็นกราฟ ปกติ 4 : แต่ละจุดยอดมีเพื่อนบ้านสี่จุดพอดี จำนวนสี ของมัน คือ 4: สามารถระบายสีได้โดยใช้สี่สี แต่ไม่สามารถระบายสีได้โดยใช้เพียงสามสี ดังที่ Chvátal สังเกต...

คุณสมบัติอื่นๆ

กราฟนี้ไม่ใช่กราฟ ที่ถ่ายทอดจุดยอดได้ (vertex-transitive ): กลุ่มออโตมอร์ฟิซึม ของกราฟนี้ มีวงโคจรหนึ่งวงบนจุดยอดที่มีขนาด 8 และอีกหนึ่งวงบนจุดยอดที่มีขนาด 4

แกลเลอรี่

จำนวน สี ของกราฟ Chvátal คือ 4 ดัชนี สี ของกราฟ Chvátal คือ 4 กราฟ Chvátal เป็นกราฟ แฮมิลโท เนียน ภาพวาดอีกแบบหนึ่งของกราฟ Chvátal 1-ภาพวาดระนาบของกราฟ Chvátal