加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

鸽巢原理和Ramsey数

(2006-09-19 19:23:06)
分类: Mathematics&&Algorithm
鸽巢原理也叫做抽屉原理。现简单的说一下一些简单的鸽巢原理的结论。
  1. 边长是1的正方形内部任置五个点,则其中必有两个点,他们之间的距离小于或等于sqrt(2)/2;
  2. 设m是取定的一个自然数,任取m+1个整数,则其中至少有两个整数,其差是m的倍数。
  3. n^2+1个整数序列{a1,a2,a3,....a(n^2+1)},此处对一切i,j,ai!=aj,那么必存在项数为n+1的单调上升或单调下降的子序列。
  4. 完全图k6(6个顶点且每两个点都连接有一条边的图),对他的边用红,蓝两种颜色任意涂色,则必存在同色边的三角形。
Ramsey数是这样定义的:用红蓝两种颜色去涂n个顶点完全图的边,每边涂且仅涂一种颜色,得到的图叫做2色完全图。我们定义这样一个函数:
      r(p,g)表示这样的正整数,即当n>=r(p,g)时,任何一个2色完全图,或者含有红色完全图,或者含有蓝色完全图;而当n<r(p,g)时,存在2色完全图,它不含有红色完全图和蓝色完全图。这个函数就是Ramsey数。其中Ramsey的一些定理有:
1.Ramsey数的简单性质

[定理] r ( a , b )= r ( b , a );r ( a , 2 )=a
[证]
 Kr(a , b )的边红蓝2着色,有红Ka或蓝 Kb.将红蓝2色对换,就有红Kb或蓝Ka
   设r( a , b )=r ,Kr的边任意红蓝2着色红蓝互换后仍是Kr的边的2着色,由r(a,b) 的定义,有红Ka或蓝Kb.再红蓝对换恢复原图有红Kb或蓝Ka

 

[例] K9的边任意红蓝2着色,有红三角形或蓝K4. 红蓝对换后,仍有红三角形或蓝K4,再对换一次,回到原来的着色方案, 有蓝三角形或红K4
      第二个等式容易看出.Ka红蓝2着色若不全红(红Ka), 则必有一条蓝边.

[定理] 当a , b ≥2时, r ( a , b )≤ r ( a -1 , b )+ r ( a , b-1 )
   对r ( a -1 , b )+ r ( a , b-1 ) 个顶点 的完全图红蓝2着色.任取其中一点 v,有
dr(v) + db(v) = r( a -1 , b ) + r( a , b-1 )-1,从而可得判断树如下.
http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_1.gif

http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_2.gif

[定理]  http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_3.gif
http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_4.gif

2.Ramsey数的推广

  若将2着色改为k 着色,同色Ka或同色Kb改为同色 http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_5.gif, i = 1 , 2 , … , k.即得Ramsey数r( a1 ,a2 ,… ,ak). 对于给定的正整数 ai ( ai≥2) ,i = 1 , 2 , … , k.存在最小正整数r. 对Kr的边用k中颜色Ci( i = 1 , 2 , … , k)任意着色. 则存在 i ,出现全Ci色的http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_5.gif .(即边都是Ci色的ai个顶点的完全图); 这个最小正整数 r 用 r (a1 , … , ak)表示.

有 r(a1 , a2 , … , ak)≤ r(a1 , r( a2 , … , ak) )

[证] 设r(a1 ,r(a2 , … ,ak))=p, r(a2 , … , ak)=q;
对Kp的边2着色,出现第一色http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_6.gif或第二色Kq, 用n-1中色对Kq的边着色,至少出现i色的ai点完全图, i = 2 , … , n.对Kp的边n 着色,将后n-1中色看作同一种色, 出现第一色http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_6.gif或另一色(n-1种色看作另一色)的Kq.即出现第i色 http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_5.gif ,i = 2 , … , n. 故 r(a1 , a2 , … ,ak)≤p

[例] r(3 ,3 ,3)=17
[证]
 设三色为r ,b ,g.则对K17的任一顶点v ,有
 dr(v) + db(v) + dg(v) = 16;
http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_7.gif
故任一顶点与其他顶点的连线中,至少有6条同色.不妨设dr(v1)≥6, (v1v2)…(v1v7)都是红边.
从而可得如下判断树.
http://www.ekany.com/wdg98/zhsx/3/3_11.pic/3_11_8.gif


0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有