Twierdzenie o pięciu barwach

Własności przestrzeni; metryczność, zwartość, spójność... Przekształcenia i deformacje... Teoria wymiaru... słowem - topologia.
Jakub Gurak
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1483
Rejestracja: 20 lip 2012, o 21:19
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Rzeszów
Podziękował: 77 razy
Pomógł: 87 razy

Twierdzenie o pięciu barwach

Post autor: Jakub Gurak »

Zamierzam niebawem w prosty sposób rozwiązać zagadnienie czterech barw; jednak wczoraj wieczorem, jak poszedłem spać, to zdałem sobie sprawę o pewnym głupim problemie (tzn. była to nieciekawa przeszkoda), którą chciałem pokonać w podobny sposób jak w książce 'Co to jest matematyka' R.Courant-a i H.Robbins-a prostowali pewną rzecz we wprowadzeniu do twierdzenia o pięciu barwach. Jednak nie rozumiem tego do końca.
Twierdzenie to mówi, że każda mapa na płaszczyźnie może być pokolorowana w sposób właściwy przy użyciu co najwyżej pięciu barw (tzn. tak aby dwa obszary mające pewien łuk brzegu wspólny były pokolorowane innymi kolorami).
W tej książce piszą:
Możemy założyć, że w każdym wierzchołku spotykają się dokładnie trzy łuki.Taką mapę nazywamy mapą regularną.
- i to chcę tylko tutaj zrozumieć.
Dalej piszą:
Jeśli bowiem zastąpimy każdy wierzchołek w którym spotykają się więcej niż trzy łuki przez małe koło
- małe, tzn., ja rozumiem, że chodzi tu o koło nie będące nadzbiorem żadnego z obszarów mających ten wspólny wierzchołek;
dalej piszą:
i połączymy wnętrze każdego koła z jednym z obszarów stykających się w wierzchołku
zachodzi pytanie: co to znaczy?? Ale już chyba wiem: myślę, że chodzi tu o to, aby z punktu brzegu takiego koła, punktu leżącego wewnątrz jednego z tych rozważanych obszarów(a może wzdłuż brzegu jednego z takich obszarów??) połączyć taki punkt linią z naszym wierzchołkiem, i zachowując lewy i prawy brzeg jednego takiego obszaru (oraz naszą linie), a resztę linii odrzucając, to wtedy koło zostanie podzielone na trzy części. A oni piszą, że wtedy:
otrzymamy nową mapę, w której wierzchołki trzykrotne zastępują wierzchołki wielokrotne.
To akurat jest dla mnie jasne.
Dalej piszą:
Nowa mapa będzie miała tyle samo obszarów co nasza dana mapa.
Czy na pewno :?:
Mi się wydaje, że wtedy z każdym takim wierzchołkiem wielokrotnym, dojdą tutaj po prostu trzy nowe obszary.
Dalej argumentują:
Jeśli tą nową mapę, która jest regularna można pokolorować w sposób właściwy pięcioma kolorami, to kurcząc koła do punktów otrzymamy pokolorowanie naszej danej mapy.
Zachodzi pytanie:
Czy kurcząc koła do punktów (zapewne raczej: do zbiorów jednopunktowych złożonych ze środka danego koła), czy wtedy ilość użytych kolorów nie zmienia się/zmniejsza się/zwiększa się, no i dlaczego? I na czym polega dokładniej to kurczenie koła do punktu, jak dokładniej wygląda ta konstrukcja (wszak nie wiem, jak z powrotem pojawiają się odrzucone linie, a może o co innego tutaj chodzi??). Czy ktoś może to dokładniej wyjaśnić :?:
(Nie lubie wróżyć z fusów). :lol:
Ostatnio zmieniony 11 sie 2024, o 10:31 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Poprawa wiadomości: poszedłem, na pewno.
Elvis

Re: Twierdzenie o pięciu barwach

Post autor: Elvis »

Być może będzie dla Ciebie pomocne, jeśli opiszę tę konstrukcję innymi słowami.

Powiedzmy, że w punkcie X spotykają się cztery państwa: Rosja, Polska, Litwa i Łotwa - powiedzmy, że ułożone wokół punktu X w tej właśnie kolejności, i powiedzmy, że nie spotykają się one "z innych stron". Wtedy z punktu widzenia zasad kolorowania Rosja graniczy z Polską, Polska z Litwą, Litwa z Łotwą, Łotwa z Rosją, i innych sąsiedztw nie ma (w tym sensie, że nadal wolno nam pomalować Rosję i Litwę na jeden kolor, bo sąsiedztwo "w jednym punkcie" się nie liczy).

Konstrukcja odpowiada temu, że Rosja postanawia dokonać mikroinwazji na pozostałe trzy kraje, tak aby opanować małe otoczenie punktu X. Z punktu widzenia sąsiedztwa zmienia się tyle, że Rosja sąsiaduje teraz również z Litwą. I mapa stała się bardziej regularna - zamiast jednego zbiegu czterech krajów (RPLŁ) mamy dwa zbiegi trzech krajów (RPL, LŁR). Jeśli mapę powstałą po inwazji umiemy pokolorować zgodnie z zasadami, to to samo kolorowanie będzie poprawne również przed inwazją, bo jest wtedy po prostu jedno sąsiedztwo mniej.
ODPOWIEDZ