Введение

В теории графов, недоказанная гипотеза Эрдеша — Гиарфаса, выдвинутая в 1995 году выдающимся математиком Полом Эрдешем и его коллегой Андрашем Гиарфасом, утверждает, что каждый граф с минимальной степенью 3 содержит простой цикл, длина которого является степенью двойки. Эрдеш предлагал приз в 100 долларов за доказательство гипотезы или 50 долларов за контрпример; это одна из многих гипотез Эрдеша. Если гипотеза неверна, контрпример будет представлять собой граф с минимальной степенью три, не содержащий циклов, длина которых является степенью двойки. Благодаря компьютерному поиску, проведенному Гордоном Ройлем и Класом Маркстремом, известно, что любой контрпример должен иметь не менее 17 вершин, а любой кубический контрпример — не менее 30 вершин. В ходе поисков Маркстрем обнаружил четыре графа на 24 вершинах, в которых единственные циклы, длина которых является степенью двойки, имеют длину 16. Один из этих четырех графов планарный; однако, сейчас известно, что гипотеза Эрдеша — Гиарфаса верна для частного случая 3-связных кубических планарных графов.

Известны более слабые результаты, связывающие степень графа с неизбежными множествами длин циклов: существует множество S длин, такое что |S| = O(n^0.99), и каждый граф со средней степенью десять или более содержит цикл, длина которого принадлежит S, а каждый граф, чья средняя степень экспоненциальна относительно итерированного логарифма от n, обязательно содержит цикл, длина которого является степенью двойки. Также известно, что гипотеза верна для планарных графов без когтей и для графов, избегающих больших индуцированных звезд и удовлетворяющих дополнительным ограничениям на их степени.