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    涂颜色(四色定理)

    发布时间:2020-12-11 12:51:27 作者:冬青好 

    这活动守于涂颜色,但不要以为这是儿戏。我们会探索数学上一个 最出名的定理和一些有趣的结论.

    当你在图案上涂颜色时,你可曾想过你会需要多少种 颜色呢?

    只有一条规则,两个相连部分的颜色不可以相同!

    若只在角落接触,颜色可以一样,但若边缘接触,颜色就不能一 样。

    先看看一个简单的图案,像下面这九个方格:

    20201211124440.png

    涂这九个方格,你需要几种颜色?

    你可以用九种不同的颜色,但其实两种就 可以:

    20201211124517.png

    复杂一些
    这个呢?

    20201211124555.png

    这图案要多少种颜色?轮到你了,试试,然染后去下面看我的答案,

    你可以用四种颜色,但三种就够了:

    20201211124647.png

    但你不能用两种颜色来涂这个图案。为什么?

    再复杂一点,再做一个:

    20201211124734.png

    这个要几种颜色?九?八?七?六?五?四?先自己试试,再看我的答案。

    我用了四种颜色去涂这个图案,我可以把颜色转来转去,但我还是需要四种颜色,我不能用少过四种颜色.

    20201211124834.png

    地图在地图上涂颜色就更有趣了。

      地图可能不合适,如果上面有国家有两个或以上分开的地区,例如阿拉斯加,它是美国的一部分,中间隔了加拿大;或加 里宁格勒,它是俄罗斯领土,但也是分开的。在这里,我们不理会这情况。

    这是欧洲其中一部分的地图,有九个国家,显示国与国边界的连接:

    20201211124923.png

    试试为这地图涂颜色,看看最少用几种颜色就可以,试做前不要看我的答案!


    我是这样做的,我需要四种颜色:

    20201211125034.png

    四色
    好像不论什么图案或地图,四种颜色就够了。

    有时,少过四种颜色都可以,像上面第一个例子。很多时候我们可以用很多颜色,但最多四种颜色就足够了!

    这结论是数学上最出名的定理之一,称为 四 色定理.

    这为什么重要?
    它重要是因为定理早于 1852 年已被发表,但到 1976 年才被证明。一百二十多年来,无数最优秀的数学家都不能证明这简单的定 理。很多人发表过错误的证明,数学家还发展了一个新的数学分支领域――图论――来尝试解答这难题。然而,所有尝试都失败了。直至 1976 年,Appel 和 Haken, 籍着电脑的帮助,才证明了这定理。

    有些人觉得 Appel 和 Haken 的证明需然正确,但要依赖电脑,就有点不妥,像是作弊了。你呢?

    更新:20210423 104228     


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