新浪博客

四色猜想的证明

2011-10-24 12:25阅读:
四色猜想的内容是:如果把地图上有共同边界的国家涂成不同颜色,那么只需要4种颜色就足够了。
要证明四色猜想,首先需要定义一些新的概念:
1、国家的表示法——
由于该猜想的内容中不涉及与国家形状有关的问题,而只涉及国与国之间的相邻关系,因此任何一个国家都用点来表示。
2、 相邻与不相邻
在叙述时,用符号“=”表示相邻,用“#”表示不相邻,如果用图示法表示相邻与不相邻则要复杂一些,先看下图:
四色猜想的证明


(a) (b) (c)

1
在图1a)与(b)中,分别用了直线和曲线连接两个国家AB,表示国家AB相邻,为了简便起见,这里只用直线表示相邻,图1c)中是已知AB相邻,叫你判断CD能否相邻,连接CDCDAB相交,相交是否就是不相邻呢?我们先看一组图:

四色猜想的证明

2

2是把图进行等分后的结果,从三等分开始,如果每一份代表一个国家,这表示等分后的所有国家相聚于一点,从四等分后的国家A B C D可知,如果国家之间点的接触算是相邻,则ABCD都为相邻,显然这时的ABCD是交叉相邻,与图1c)中的情况相同,此时ABCD的交点表示接触点。若点的接触不算相邻,那么连接AB的直线可以看作一道墙,在这中间不能有任何直线通过。因此,由于CD的连线与AB相交,据此判断出CD不能相邻。
但是当相邻用曲线进行表示,CD却能够相邻,这是否说明用直线表示相邻有问题呢?当然不是,仔细分析就可以发现,用曲线表示相邻同样不能有相交的情况出现,因此,用直线表示相邻时,适当移动CD的位置就可以使CD相邻。
3、 完全相邻
这是一个关键问题,可以这么说,没有这一概念的证明都是伪证明,现在给出完全相邻的定义:
在一个面上(可以是平面也可以是曲面)给定N个国家,如果这N个国家两相邻,那么我们就称这N个国家完全相邻。
由于1个国家没有相邻关系,因此上面的N要求要大于1
如果是3个国家完全相邻,它们的相邻关系为:(这三个国家分别设为123
1=21=32=3
有了以上这些概念之后,就有了证明四色猜想的基础。
定理1:在一个面上(可以是平面也可以是曲面)给定N个国家,如果这N个国家完全相邻,那么需要用N种颜色进行区分。(N>1
证明:N个国家完全相邻,它们的相邻关系为:
1=2

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享