Кіріспе

Графтардың беттеріндегі түстің тағайындалуы туралы теорема

Графтар теориясында Хьювудтың болжамы немесе Рингель-Юнгс теоремасы, берілген туысқандыққа ие бетте графтарды түстің тағайындалуы үшін қажетті түстердің ең төменгі шегін көрсетеді. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, … туысқандығы бар беттер үшін қажетті түстердің саны 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12, … хроматикалық сан немесе Хьювуд саны болып табылады. Бұл болжамды 1890 жылы П.Ж. Хьювуд ұсынған, ал 1968 жылы Герхард Рингель мен Дж.У.Т. Юнгс дәлелдеген. Бір жағдай, бағытталмаған Клайн бөтелкесі, жалпы формуладан өзгешелік құрады. 1976 жылы Хакен мен Апель төрт түстің теоремасы ретінде шешкен жазықтық немесе сфера үшін қажетті түстердің санын табу мәселесіне мүлдем басқа тәсіл қажет болды. Сферада ең төменгі шек анықталған, ал жоғары туысқандықтар үшін ең жоғарғы шек анықталған және Хьювудтың болжамын қамтитын бастапқы қысқа мақаласында дәлелденген. Басқаша айтқанда, Рингель, Юнгс және басқалар әрбір туысқандық үшін g = 1, 2, 3, … экстремалды мысалдар құрастыруға мәжбүр болды. Егер g = 12s + k болса, онда туысқандықтар 12 жағдайға бөлінеді: k = 0, 1, 2, 3, …, 11. Жеңілдету үшін, егер 12s + k түріндегі g-лардың тек шектеулі саны күмәнді болса, k жағдайы анықталды деп есептеңіз. Содан кейін он екі жағдайды шешкен жылдар мен авторлар: 1954, Рингель: 5 жағдай 1961, Рингель: 3, 7, 10 жағдай 1963, Терри, Уэлч, Юнгс: 0, 4 жағдай 1964, Густин, Юнгс: 1 жағдай 1965, Густин: 9 жағдай 1966, Юнгс: 6 жағдай 1967, Рингель, Юнгс: 2, 8, 11 жағдай. Соңғы жеті сирек кездесетін өзгешеліктер келесідей шешілді: 1967, Майер: 18, 20, 23 жағдай 1968, Рингель, Юнгс: 30, 35, 47, 59 жағдай, және болжам дәлелденді.

Мысал

Торостың g = 1 болса, χ = 0 болады. Сондықтан, формула көрсеткендей, торды кез келген аймақтарға бөлуге ең көп жеті түс қолданып бояуға болады. Суретте тордың жеті аймаққа бөлінуі көрсетілген, мұнда әр аймақ қалған барлық аймақтармен іргелес жатыр; бұл бөлініс осы жағдайда түстер санының жетіге дейінгі шегінің қатаң екенін көрсетеді. Бұл бөліністің шекарасы Хьювуд графигінің торусқа орналасуын құрайды.