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每張地圖都可以用四種顏色著色,因此具有共同邊界的國家的顏色不同。
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四色定理,也稱為:四色猜想四色問題是世界三大數學猜想之一。 四色定理的本質是二維平面的內在性質,即平面內不能有兩條直線相交,團塊岩石中沒有共同點。 滲透
四色問題寫道:“任何只有四種顏色的地圖都可以用不同的顏色繪製乙個具有共同邊界的國家。 換句話說,在不引起混淆的情況下,地圖只需要用四種顏色標記。
用數學術語來說,它“被任意細分為不重疊的區域,每個區域總是可以用四個數字 1234 中的乙個標記,而不會給兩個相鄰區域相同的數字。 “我們所說的相鄰區域,是指有一整段邊界是公共的。 如果兩個區域僅相交乙個點或有限數量的點,則它們不稱為相鄰區域。
因為用相同的顏色著色不會引起混淆。
四色猜想的理論依據如下:
地圖上的任何區域都必須有鄰域。
通過鄰域與其他非鄰域之間的間接聯絡,任何地圖都可以表示為圖形理論。 假設有一張地圖至少需要 m 著色,那麼只有乙個條件決定了地圖必須用 m 著色,即地圖至少有這樣乙個區域 q,並且與該區域相鄰的所有區域都必須滿足 m-1 著色。
首先,在滿足這個條件後,Q 只能使用第 m 個顏色,其次,如果第乙個推論是錯誤的,對於 m 著色圖沒有這樣的區域,那麼地圖上任何區域的鄰域都只能滿足小於 m-1 的著色,那麼整個地圖就不需要 m 個顏色了, 這與假設相矛盾,因此這是乙個充分和必要的條件。
假設我們取乙個具有至少 m 個結構著色的對映 m,並且上面有 n 個區域滿足上述條件,那麼我們可以去掉圖論圖中的所有 n 個區域以及它們與鄰居的關係線,這樣我們就可以將構建乙個至少具有 m 個著色的對映 m 的問題轉化為乙個需要至少新增 n 個區域的區域問題滿足推理 1 條件的 M-1 著色圖。
如果五色圖存在並且能夠成功構建,那麼必須有乙個四色模型圖來構建這樣乙個五色模型,而要存在這樣乙個四色模型圖,就必須有乙個構建四色的三色模型圖,同樣,要存在這樣乙個三色模型圖,就必須有乙個構建它的雙色模型圖, 因此,讓我們構建五色圖是否存在。
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海伍德將“四色猜想”改為“五色定理”,這是對加強命題條件的讓步。
四色定理(近代三大數學問題之一),又稱四色猜想和四色問題,是世界三大數學猜想之一。 四色定理的本質是二維平面的內在性質,即平面上沒有公點就不能交叉的兩條直線。
許多人已經證明,在乙個二維平面上構造五個或更多的二乘二區域是不可能的,但是他們沒有把它們提公升到二維的邏輯關係和內在性質的水平,所以出現了許多偽反例。
然而,這些恰恰是對圖論嚴謹性的研究和發展。 雖然計算機證明了它雖然做出了數百億次的判斷,但終究只是在巨大的數值優勢上成功了,這並不符合數學嚴謹的邏輯體系,至今仍有無數的數學愛好者投身於研究。
海伍德猜想
希伍德猜想是圖論中的乙個重要猜想 j.)於1890年提出。
當時,為了解決四色問題,海伍德建立了乙個更廣義的命題,將x(s)表示為曲面S上所有貼圖顏色數的上限,海伍德推測存在以下公式:
方括號表示四捨五入,而四色猜想正是e(s)=2的情況,這裡,方括號表示內數上方的整數,因為,當時,我不知道四色猜想是否正確,所以e=2的情況被排除在公式之外,花了將近乙個世紀的時間才研究出這個猜想是否正確, 直到 20 世紀 60 年代末,它才被徹底解決,結果是,除了克萊因瓶 n,這個磨坊唯一的例外,赫伍德猜想是正確的,因此,以下已證明的公式被稱為海伍德公式,或海伍德定理, 或地圖著色定理。
以上內容參考:百科全書-赫伍德猜想。
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這個四色猜想,在嚴格意義上還沒有被橘丹河證明過。
有些數學家使用計算機。 它已被證明,但一些數學家仍然不承認這種方法。
附錄:四色問題的計算機證明。
高速數字計算機的發明促使更多的數學家研究“四色問題”。 自1936年以來一直在研究四色猜想的海克公開聲稱,四色猜想可以通過找到一組不可避免的可約化圖形來證明。 他的學生Trey編寫了乙個計算程式,Heiko不僅可以用它來證明配置是可簡化的,還可以通過將地圖修改為數學上所謂的“對偶”。
他標記了每個國家的首都,然後用一條越過邊界的鐵路將鄰國的首都連線起來,抹去了除首都(稱為頂點)和鐵路圓圈(稱為字母塵埃弧或邊緣)之外的所有線條,其餘的被稱為原始地圖的雙圖。 到六十年代後期,Heiko 引入了一種類似於在電網中移動電荷的方法,以找到不可避免的配置組。 在海克的研究中首次以相當不成熟的形式出現的“放電法”是後來研究必然群的關鍵因素,也是證明四色定理的核心要素。
電子計算機問世後,由於計算速度的迅速提高和人機對話的出現,大大加快了四色猜想的證明過程。 美國伊利諾大學的哈肯於1970年開始改進“放電過程”,後來與阿佩爾合作開發了乙個很好的程式。 1976年6月,他們在美國伊利諾大學,在兩台不同的電子計算機上花費了1200個小時,100億次判斷,最終完成了四色定理的證明,引起了全世界的轟動。
這是100多年來吸引眾多數學家和數學愛好者的重大事件,當兩位數學家發表他們的研究成果時,當地郵局在當天寄出的所有郵件上都蓋上了“四色就夠了”的特別郵戳,以慶祝問題的解決。
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主題,你甚至不明白四色問題。 您不會觸控 4 個盒子中的任何乙個。 它可以以相同的顏色使用。 只有兩個相互接觸的形狀需要顏色不一致。
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四色猜想是正確的,這可以用計算機來證明,但到目前為止還沒有人直接證明他是正確的。