正方形的色多项式


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考虑一个正方形,ABCD。在我看来,它的色多项式为λ(λ−1)(λ−1)(λ−2),其中存在λ种颜色。

即有λ,其中用于一种颜色能够被拾取的方式,有λ-1个的方式对颜色B和d要被拾取(B和d是相邻的A)和λ-2方式为颜色C到被选中。

但是,使用分解定理(幻灯片47,示例11.33)并将正方形分解为长度为3和三角形的路径,表明我的最初推理是错误的。

你能告诉我我的想法哪里出问题了。

Answers:


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您必须记住,彼此对角线的顶点可以被涂成相同的颜色!您的公式没有考虑到这一点。我们可以通过包含-排除原理找到图的色数。如果可以证明某些子集上的某些界限,这是一种非常通用的计数技术,它使我们能够对复杂的结构进行计数。

主要思想是我们计算出某种财产发生的所有可能方式。然后,我们删除一些“不良”项目。但是,我们可能删除了太多内容,因此需要添加一些“好”项目。反复进行,直到我们遍历所有子集为止。

容斥原理告诉我们,给予一定的地面集,的元素的数量X的位于在没有子集甲我是 Σ 我⊆ [ Ñ ](- 1 )| 我| | 一个我| ,在哪里 |X|=ñX一种一世

∑一世⊆[ñ](-1个)|一世||一种一世|,在哪里 一世 是中的索引集 X 和 一种一世=⋂一世∈一世一种一世

让是颜色的数量,并让X是集合的所有可能的着色剂(即,| X | = λ 4),并让甲Ë = { 着色:È = (我,Ĵ )∈ Ë ,颜色(我)= 颜色(j )}λX|X|=λ4

一种Ë={染色:Ë=(一世,Ĵ)∈Ë,颜色(一世)=颜色(Ĵ)}

在获得最终多项式之前,我们需要计算集合的大小以及所有相交子集的大小。一种Ë

观察。这是由于以下事实:我们仅为G着色,但始终为相邻顶点选择相同的颜色。展望未来,|一种12|=|一种23|=|一种34|=|一种41|=λ3G

|一种12∩一种23|=|一种23∩一种34|=|一种34∩一种41|=|一种41∩一种12|=|一种12∩一种34|=|一种41∩一种23|=λ2

我不会列出每个3组,但是它们都有相同的计数。。最后,| 甲12 ∩ 甲23 ∩ 甲34 ∩ 甲41 | =λ。现在,让我们收集条款并加总。|一种Ë∩一种Ë′∩一种Ë''|=λ|一种12∩一种23∩一种34∩一种41|=λ

λ4-4λ3+6λ2-4λ+λ=λ4-4λ3+6λ2-3λ

现在,用包含-排除来计算这个问题并不是很糟糕,因为我们有一个简单的4周期。如果图形具有更多的结构,那么很快就会很烦恼的是找出所有可能的交叉点的每个交叉点大小。


2

上面的尼古拉斯(Nicholas)的答案和这一答案帮助我看到了我的思想中的缺陷。我想更详细地阐述尼古拉斯

您必须记住,彼此对角线的顶点可以被着色为相同的颜色

并通过调整我的错误推理来获得色多项式。

我最初认为 λ-2λ-1个

P(一种乙Cd,λ)
λ(λ-1个)(1个)(λ-1个)+λ(λ-1个)(λ-2)(λ-2)

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