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色數


ChromaticNumber

G 的色數是為圖 G 的頂點著色所需的最少顏色數,使得沒有兩個相鄰的頂點共享相同的顏色 (Skiena 1990, p. 210),即,獲得 k-著色 可能的最小 k 值。上面展示了示例圖中最小著色和色數。

G 的色數最常見的表示法是 chi(G) (例如,Skiena 1990, West 2000, Godsil 和 Royle 2001, Pemmaraju 和 Skiena 2003),但偶爾也用 gamma(G) 表示。

空圖 的色數為 1,而非空 二部圖 的色數為 2。

G 的色數也是最小正整數 z,使得 色多項式 pi_G(z)>0。計算 的色數是一個 NP-完全問題 (Skiena 1990, pp. 211-212)。或者,用 Harary (1994, p. 127) 的話說,“對於確定任意圖的色數,目前還沒有方便的方法。” 然而,Mehrotra 和 Trick (1996) 設計了一種列生成演算法,用於計算色數和頂點著色,該演算法可以快速解決大多數中小尺寸的圖。

圖的色數計算在 Wolfram 語言 中實現為VertexChromaticNumber[g]。可以使用以下方法獲得許多命名圖的預計算色數GraphData[graph,"ChromaticNumber"].

圖的色數必須大於或等於其 團數。如果對於其每個 匯出子圖 g_ig_i 的色數等於 g_i 中成對相鄰頂點的最大數量,則該圖稱為 完美圖團數 等於色數的圖(對其匯出子圖沒有進一步的限制)被稱為 弱完美圖

根據定義,圖 G邊色數 等於 線圖 L(G) 的色數。

布魯克斯定理 指出,圖的色數最多為 最大頂點度 Delta,除非該圖是 完全圖 或奇數 環圖,在這種情況下,需要 Delta+1 種顏色。

色數 <=2 的圖被稱為 雙色圖,色數 <=3 的圖被稱為 三色圖。一般來說,色數 k 的圖被稱為 k-色圖,色數 <=k 的圖被稱為 k-可著色圖

下表給出了某些命名圖類的色數。

對於任意兩個正整數 gk,都存在圍長至少為 g 且色數至少為 k 的圖 (Erdős 1961; Lovász 1968; Skiena 1990, p. 215)。

虧格為 g 的曲面的色數由 希伍德猜想 給出,

 gamma(g)=|_1/2(7+sqrt(48g+1))_|,

其中 |_x_|向下取整函式gamma(g) 有時也表示為 chi(g) (這很不幸,因為 chi(g)=2-2g 通常指的是 尤拉示性數)。對於 g=0, 1, ..., chi(g) 的前幾個值是 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 12, 13, 13, 14, 15, 15, 16, ... (OEIS A000934)。

Erdős (1959) 證明了存在具有任意大 圍長 和色數的圖 (Bollobás 和 West 2000)。


另請參閱

貝蒂數, 雙色圖, Brelaz 啟發式演算法, 布魯克斯定理, 色不變數, 色多項式, 迴圈色數, 邊色數, 邊著色, 尤拉示性數, 分數色數, 虧格, 希伍德猜想, 地圖著色, k-色圖, k-可著色圖, 完美圖, 三色圖, 環面著色 在 課堂中探索此主題

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參考文獻

Bollobás, B. 和 West, D. B. "A Note on Generalized Chromatic Number and Generalized Girth." Discr. Math. 213, 29-34, 2000.Chartrand, G. "A Scheduling Problem: An Introduction to Chromatic Numbers." §9.2 in Introductory Graph Theory. New York: Dover, pp. 202-209, 1985.Eppstein, D. "The Chromatic Number of the Plane." http://www.ics.uci.edu/~eppstein/junkyard/plane-color.html.Erdős, P. "Graph Theory and Probability." Canad. J. Math. 11, 34-38, 1959.Erdős, P. "Graph Theory and Probability II." Canad. J. Math. 13, 346-352, 1961.Gardner, M. The Sixth Book of Mathematical Games from Scientific American. Chicago, IL: University of Chicago Press, p. 9, 1984.Godsil, C. 和 Royle, G. Algebraic Graph Theory. New York: Springer-Verlag, 2001.Harary, F. Graph Theory. Reading, MA: Addison-Wesley, 1994.Lovász, L. "On Chromatic Number of Finite Set-Systems." Acta Math. Acad. Sci. Hungar. 19, 59-67, 1968.Mehrotra, A. 和 Trick, M. A. "A Column Generation Approach for Graph Coloring." INFORMS J. on Computing 8, 344-354, 1996. https://mat.tepper.cmu.edu/trick/color.pdf.Pemmaraju, S. 和 Skiena, S. Computational Discrete Mathematics: Combinatorics and Graph Theory in Mathematica. Cambridge, England: Cambridge University Press, 2003.Skiena, S. Implementing Discrete Mathematics: Combinatorics and Graph Theory with Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, 1990.Sloane, N. J. A. 序列 A000012/M0003, A000934/M3292, A068917, A068918, 和 A068919 在 "整數序列線上百科全書" 中。West, D. B. Introduction to Graph Theory, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 2000.

在 上引用

色數

請引用本文為

Weisstein, Eric W. "色數。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/ChromaticNumber.html

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