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 ]
ตามทฤษฎีบทของบรู๊คส์ทุกๆ-กราฟปกติ (ยกเว้นวัฏจักรคี่และคลิก) มีจำนวนสีไม่เกินนอกจากนี้ เป็นที่ทราบกันมาตั้งแต่สมัยErdős (1959)แล้วว่า สำหรับทุกๆและมีอยู่กราฟสีที่มีเส้นรอบวง[ 2 ]ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ทั้งสองนี้และตัวอย่างหลายตัวอย่างรวมถึงกราฟ Chvátal นั้นBranko Grünbaumตั้งข้อสันนิษฐานว่าสำหรับทุกๆและมีอยู่-โครมาติก-กราฟปกติที่มีเส้นรอบวง[ 3 ]กราฟ Chvátal แก้ปัญหากรณีนี้ของสมมติฐานนี้[ 1 ]สมมติฐานของ Grünbaum ถูกหักล้างสำหรับค่าที่ใหญ่พอสมควรโดยโยฮันเซน ผู้ซึ่งแสดงให้เห็นว่าจำนวนสีของกราฟที่ไม่มีรูปสามเหลี่ยมคือที่ไหนคือระดับสูงสุดของจุดยอดและแนะนำ สัญกร ณ์O ขนาดใหญ่[ 4 ]อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการพิสูจน์หักล้างนี้แล้ว การค้นหาตัวอย่างเช่นกราฟ Chvátal ที่มีเส้นรอบวงสูงก็ยังคงน่าสนใจอยู่-โครมาติกกราฟปกติสำหรับค่าเล็กๆ ของ.
ข้อสันนิษฐานทางเลือกอีกประการหนึ่งของบรูซ รีดกล่าวว่า กราฟที่ไม่มีรูปสามเหลี่ยมที่มีดีกรีสูงจะต้องมีจำนวนสีที่น้อยกว่าดีกรีของมันอย่างมาก และโดยทั่วไปแล้ว กราฟที่มีดีกรีสูงสุดจะต้องมีจำนวนสีที่น้อยกว่าดีกรีของมันมากและขนาดกลุ่มสูงสุดต้องมีเลขสี[ 4 ] คดีจากข้อสันนิษฐานนี้ จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีค่ามากพอจากผลลัพธ์ของ Johanssen กราฟ Chvátal แสดงให้เห็นว่าการปัดเศษขึ้นในสมมติฐานของ Reed นั้นจำเป็น เพราะสำหรับกราฟ Chvátal นั้นตัวเลขที่น้อยกว่าจำนวนสี แต่เมื่อปัดขึ้นแล้วจะเท่ากับจำนวนสี
คุณสมบัติอื่นๆ
กราฟนี้ไม่ใช่กราฟที่ถ่ายทอดจุดยอดได้ (vertex-transitive ): กลุ่มออโตมอร์ฟิซึม ของกราฟนี้ มีวงโคจรหนึ่งวงบนจุดยอดที่มีขนาด 8 และอีกหนึ่งวงบนจุดยอดที่มีขนาด 4
กราฟ Chvátal เป็นกราฟแฮมิลโทเนียนและมีบทบาทสำคัญในการพิสูจน์โดยFleischner & Sabidussi (2002) ว่า การกำหนดว่ากราฟแฮมิลโทเนียนที่ไม่มีสามเหลี่ยมสามารถระบายสีได้ 3 สีหรือไม่นั้นเป็นปัญหาNP-complete [ 5 ]
พหุนามลักษณะเฉพาะของกราฟ Chvátal คือพหุนาม Tutteของกราฟ Chvátal ได้รับการคำนวณโดยBjörklund et al. (2008 ) [ 6 ]
ค่าความเป็นอิสระของกราฟนี้คือ 4
แกลเลอรี่
ลิงก์ภายนอก
- ไวส์สไตน์, เอริก ดับเบิลยู. , "Chvátal Graph" , MathWorld