Feladat: N.112 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Bérczi Gergely ,  Braun Gábor ,  Frenkel Péter ,  Juhász András ,  Kiss Tamás ,  Lippner Gábor ,  Mátrai Tamás ,  Pap Gyula ,  Szabó Jácint ,  Terék Zsolt ,  Terpai Tamás 
Füzet: 1997/április, 225 - 226. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Gráfelmélet, Szélsőérték-feladatok differenciálszámítás nélkül, Nehéz feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1996/október: N.112

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Tekintsünk egy n csúcsú gráfot, amelyet a feltételeknek megfelelően kiszíneztünk k színnel. A gráf minden csúcsához hozzárendelünk egy k hosszúságú, nullákból és egyesekből álló sorozatot. Legyen a gráf egy csúcsa A. Ehhez rendeljük a csupa 0-ból álló sorozatot. Egy tetszőleges, A-tól különböző B csúcshoz rendelt sorozat i-edik eleme legyen 0, ha az AB élen szerepel az i-edik szín, és 1, ha nem szerepel.
Ha B és C két, A-tól és egymástól különböző csúcs, és a hozzájuk rendelt sorozatban az i-edik elem megegyezik, akkor az i-edik szín vagy az AB és AC éleken is szerepel, vagy egyiken sem; mivel az ABC háromszögben a (3) feltétel miatt páratlan sokszor kell szerepelnie, mindenképpen szerepelnie kell a BC élen. Ha pedig a B-hez és C-hez rendelt sorozatban az i-edik elemek különbözőek, akkor az i-edik szín az AB és AC élek közül pontosan az egyiken szerepel, tehát BC-n nem szerepel.
Összefoglalva, a (3) feltételből következik, hogy tetszőleges XY élen akkor és csak akkor szerepel az i-edik szín, ha a hozzájuk rendelt sorozatban az i-edik elem ugyanaz. Ennek a megfordítása is igaz: ha tetszőleges XY élen akkor és csak akkor szerepel az i-edik szín, ha a hozzájuk rendelt sorozatban az i-edik elem ugyanaz, akkor bármely háromszögben a csúcsokhoz rendelt sorozatok i-edik eleme vagy megegyezik (ebben az esetben mindhárom színen szerepel az i-edik szín), vagy pontosan két egyenlő van (és akkor a háromszögnek pontosan egy élén szerepel az i-edik szín).
A (2) feltétel azzal ekvivalens, hogy nem rendeltük két csúcshoz ugyanazt a számot.
Az (1) feltétel pedig azt jelenti, hogy nincs két olyan csúcs, amelyekhez rendelt sorozat egymás komplementere (azaz a 0-kat 1-esekre cseréljük és fordítva).
A feltételek tehát azzal ekvivalensek, hogy a

(0,0,0,...,0,0),(1,1,...,1,1);(0,0,0,...,0,1),(1,1,...,1,0);(0,0,0,...,1,0),(1,1,...,0,1);(0,1,1,...,1,1),(1,0,...,0,0);
sorozat-párok mindegyikéből legfeljebb egy szerepel a csúcsokon. Mivel a sorozatpárok száma 2k-1, ebből következik, hogy 2k-1n.
Megfordítva, ha 2k-1n, akkor kiválasztható a szükséges n darab (k hosszúságú) számsorozat, és azokból a megfelelő színezés. A színezhetőség szükséges és elégséges feltétele tehát, hogy 2k-1n, azaz klog2n+1 legyen.
 Kiss Tamás és Lippner Gábor (Fazekas M. Főv. Gyak. Gimn., III. o.t.)
 
  dolgozatai alapján