Skip to content

着色

点着色

  • 图的点着色
    G 的一种点着色是指:给图 G 的每个顶点涂上一种颜色,使得相邻的顶点具有不同的颜色。

  • k着色
    对图 G 进行 k 着色(称 Gk-可着色的),即能够用 k 种颜色给 G 的顶点着色。

  • 图的色数
    G 的色数 χ(G)=k,意味着图 Gk-可着色的,但不是 (k1)-可着色的。即能给图着色的最少颜色数。

色数的上下界

χ(G)Δ(G)+1

χ(Kn)=nχ(Km,n)=2χ(G)Δ(G),当且仅当 G 不是完全图。(Brooks 定理) 偶圈的色数为 2,奇圈的色数为 3,偶阶轮图的色数为 4

Welch-Powell 算法

  1. 对图的顶点按度数从大到小排序。
  2. 从度数最大的顶点开始,给每个顶点涂色,在序列中找到最近且不相邻的顶点的颜色,涂上该颜色。
  3. 重复步骤 2,直到所有顶点都被涂色。

在许多实际情况下,Welch-Powell算法的表现非常好,但它不一定会得到图的最小着色数

地图着色与平面图的点着色

  • 地图:联通无桥平面图的平面嵌入与所有的面。
  • 国家:地图的面。
  • 相邻:两个国家至少有一条公共边。

地图的面着色

  • 地图的面着色
    给地图的每个国家涂上一种颜色,使得相邻的国家具有不同的颜色。
  • k-面可着色
    能够用 k 种颜色给地图的国家着色。
  • 地图的面着色数
    地图的面着色的最少颜色数。记作 χ(G)

地图的面着色转化为对偶图的点着色问题。 地图 Gk-面可着色的当且仅当对偶图 Gk-可着色的。

四色定理

地图的面着色数 χ(G)4

边着色

  • 图的边着色
    G 的一种边着色是指:给图 G 的每条边涂上一种颜色,使得相邻的边具有不同的颜色。
  • k-边可着色
    对图 G 进行 k 边着色(称 Gk-边可着色的),即能够用 k 种颜色给 G 的边着色。
  • 图的边着色数
    G 的边着色数 χ(G)=k,意味着图 Gk-边可着色的,但不是 (k1)-边可着色的。即能给图边着色的最少颜色数。

边着色的上下界

Vizing 定理:对于任意无向简单图 G,有

Δ(G)χ(G)2Δ(G)

χ(Kn)={n1n 为奇数nn 为偶数χ(Km,n)=Δn4 时,χ(Wn)=n1。 偶圈的边着色数为 2,奇圈的边着色数为 3

离散数学复习笔记