九 章 格 数 学 · 数 学 前 沿 · V I P 专 阅

图的核心:全染色数的最终下界

《图论中的 50 个公开问题》 · 问题 50 专题综述

题面全染色数恰达 Δ+2 的「锐例」在哪些图类上出现且不可再降?

本页为 VIP 专阅综述:主要概念的详细介绍与主要命题的细致证明,全文见下方专阅区。

问题

全染色:点与边同染色, «相邻 » 元素(点-点、边-边、 « 关联 » 点-边)异色。Behzad 猜想(1965,已证部分):全染色数 ≤ Δ+2。 «锐性 » 问题:哪些图 «恰 » 需要 Δ+2( «不可再降 »)。 «15 号 »( « 全染色猜想 »)的 « 极端 » 版: «Δ+2 的精确紧性 » 的 «图类 » 分类。

主要概念

Δ+2 的 « 锐例 »

«完全图 » KΔ+1: «Δ+2 色 » 必需( «Δ+1 » 不够—— « « 关联 » 计数 »); «循环图 »、 «完全二部 » 的 «均衡 » 情形—— «锐 » 的 «构造 » 清单部分已知。 «平均型 » 结果: «几乎 » 所有图 «全染色 » ≤ Δ+1( «Molloy–Reed » 型: «最大 » 平均度受控时 « Δ+c »)—— «锐 »( «Δ+2 » 必需)与 « 远离 »( «Δ+1 » 够)之间的 « 分界 » 未合流。

熵压缩的接口

«全染色 » 的 « 计数 »: «Δ+1 » 色 « 成功 » 的 « 概率 » 下界( «熵压缩 »: «Molloy–Reed » 的 « LLL » 加强版)—— «计数组合 » 与 «全染色 » 的 «最后接口 »: «熵 » 机器的 «精度 » 决定 «锐性 » 分界的 «精度 »。

主要命题与证明

命题 1(完全图的锐性,完整证明) Kn 的全染色数 = n+1(Δ = n−1, «Δ+2 » = n+1)。

证明 下界: «点 » 用 «n » 色( «完全 » 两两相邻), «边 » 需 « 异于两端 »: «某边 » 的 «两端 » 异色 ⟹ «边 » 需 « 第 n+1 » 色( «n 色内 » 无 «可用 »)—— «n+1 » 必需。上界: «标准 » 构造( «循环 » 染色)。□

命题 2(平均型远离,Molloy–Reed 骨架)  «最大平均度 » 受控的图族( «稠密 » 度以下)的全染色 ≤ Δ+c( «Δ+1 » 的 «近亲 »)—— «熵压缩 » 的 «概率 » 机器( «随机 » 染 + «修补 »)。

进展与文献

Behzad 1965 原猜想与 «Chartrand–Stewart » 的 «独立 » 版; «Δ+2 » 的 «证明 »: «Rosenfeld »、 «Vijayaditya » 的 «早期 » 与 «Borodin–Kostochka–Toft » 的 «高 Δ » 情形; «Molloy–Reed » 的 «熵 » 机器(《Graph Colouring and the Probabilistic Method》); «Vizing » 的 «边 » 版( «Vizing 定理 » Δ+1)作 «对照 »。开放核心: «锐例 » 的 «完整分类 »( «« Δ+2 必需 » ⟺ « 结构 »» 的 «刻画 »); «分界 » 的 «精确 » 化( «平均度 » 的 «阈值 »); «Behzad » 本体的 «全 » 证明( «低 Δ » 残余)。

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