圆环染色(转自微信公众号单谈数学)
懒得传图片了,改述如下:一个正16边形的顶点标着0或者1,它的任意四个连续顶点形成的4位二进数(共16个)可否恰好包括0000~1111?趣题,图论妙解 这个会不会与格雷码(Binary Gray Code)有关? 0000111101100101
通过方向和颜色的组合,上述图案可以解释为四个不同的解。其它三解略。
通过颜色和方向的组合,这个图案也是能解释为 4 个不同的解。
顺时针方向,红=0,蓝=1:0000111101001011,化为16进数为0F4B
这个图案有一个特点:从任意位置断开化为16进数都得到两对互补数码,比如0F4B中,0+F=4+B=F.
以上述解释为例,四个16进数是:0F4B,1E96, 3D2C, 7A58, 正好验证包含0~F。
还有两个图案,每个也是四解。然后应该是没有了(0000与1111对径无解)。
这个,可否推广出更一般的规律?感觉蛮有趣的
本题的图论解法,转此留存
且将形成4位二进数的四个连续顶点称为一条边。16边形的任意三个连续顶点都可以跟前端或者尾端的顶点合成一条边,这两条边视作相邻接,接点就是它们共同的三个顶点。
因此,这三个连续顶点就被视作一个点,编号就是它们对应的三位二进数。
以环的顺时针方向为正向,将方向过渡给上述边成为有向边,即出/入接点的边,其编码为在接点编码的右/左端加一位。
一个合格的正16边形顶点染色,显然包括全部8种可能的编码点,并且形成了一个8点16边的图,图中顺箭头方向存在一条单向欧拉回路。
这个图显然就是下图,如果其中真的存在单向欧拉回路,那么就对应了一种合格染色,本题就有了一解。
图中,点000和111所带环形边既是出发边也是进入边。
由于每个接点都有两条进入边和两条出发边,所以必定存在单向欧拉回路,故本题有解。
正32边形染色的有向图
正27边形染3色的有向图
居然还是一个可平面图。正64边形染4色的有向图局部
@mathe 包含K33子图,所以不是可平面图。
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