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Completa los gráficos en el plano con bordes de color donde un borde no cruzar los bordes con el mismo color

El número máximo de nodos en un grafo es planar $4$.

Supongamos que los bordes de la gráfica puede ser elegido con $m$ diferentes colores y que los bordes con diferentes colores que se les permita cruzar el uno al otro. ¿Cuál sería el número máximo de nodos de un grafo completo como esta ocurriendo en el plano con esta regla?

Abajo el caso de la $2$ colores y $7$ nodos.

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He encontrado este: capas de gráficos, y los resultados no contradicen una conjetura

Un grafo completo con $4n$ vértices necesidad n de los colores de los bordes.

8voto

Gregory J. Puleo Puntos 1348

Esto no es una respuesta completa, pero la cantidad que usted está pidiendo está estrechamente relacionado con el grosor de un gráfico, que es el mínimo número de planos subdiagramas que, conjuntamente, cubrir los bordes de la gráfica. Se sabe que el espesor del grafo completo $K_n$$\lfloor (n+7)/6 \rfloor$, excepto en$K_9$$K_{10}$.

Creo que los conceptos no son exactamente equivalentes, debido a que su formulación de la pregunta requiere que todos los planos subdiagramas el uso de las mismas posiciones de los vértices, mientras que el grosor no requieren la misma restricción. Sin embargo, el grosor todavía le da un menor límite en el número de colores necesarios, y es posible que el buceo en los papeles en el MathWorld artículo muestra que las construcciones que participan hacer uso de los mismos puestos de trabajo para todos los subdiagramas (o podrían ser modificadas en esa forma).

7voto

Misha Puntos 1723

Un plano gráfico n vértices pueden tener en la mayoría de 3n-6 bordes, y así tendremos, al menos, $\frac{\binom n2}{3n-6} = \frac{n+1}{6} - \frac{1}{3(n-2)}$ colores.

En la otra dirección, al $n$ es impar, se puede particionar $K_n$ a $\frac{n-1}{2}$ ciclos Hamiltonianos, que son todos planos. Si estamos permitido a la curva en los bordes, podemos incrustar estos de la siguiente manera (por ejemplo,$K_9$). Un ciclo se parece a:

curved hamiltonian cycle

y los otros tres ciclos se obtienen por $45^\circ, 90^\circ, 135^\circ$ la rotación de este. Aquí está una foto de la plena coloración, aunque no hay mucho pasando:

curved decomposition

La construcción se generaliza a cualquier extraño $n$, la colocación de un solo vértice en el centro de un círculo, los demás en todo el perímetro, y zigzagueando entre ellos. Excepto para los dos bordes del centro y de un solo filo que de lo contrario sería un diámetro, casi todos los bordes pueden ser líneas rectas. Esto nos da una coloración con $\frac{n-1}{2}$ colores; al $n$ es incluso, se puede colorear $K_{n+1}$ $\frac n2$ colores, a continuación, eliminar el vértice central para obtener un colorante de $K_n$.

Así que la respuesta correcta está en el orden de $cn$ para algunas constantes $c$$\frac16$$\frac12$.

(Si no podemos curva de los bordes, yo no puedo con la mano pensar en una mejor cosa que hacer que la partición de $K_n$ a $n-1$ perfecto matchings por extraño $n$, lo que nos da $n-1$ en lugar de $\frac{n-1}{2}$ ciclos.)

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