Feladat: B.3949 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 2008/február, 96 - 97. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Gráfelmélet, Konstruktív megoldási módszer, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2006/november: B.3949

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

Megoldás. Mivel minden in-re i darab i-edfokú csúcs van, a gráf csúcsainak S fokszám összege i=1ni2; ez nyilván páros, hiszen éppen az élek számának kétszerese. Az i2 paritása megegyezik az i paritásával, tehát S paritása megegyezik a i=1ni paritásával, ami n(n+1)2, ezért szükséges, hogy az egymáshoz relatív prím n és n+1 tényezők valamelyike 4-gyel osztható legyen, vagyis az n szám 4-gyel osztva 0 vagy 3 maradékot adjon. Megmutatjuk, hogy ez a feltétel egyben elégséges is. A szóbajövő legkisebb n=3, illetve n=4 esetben ilyen gráfot láthatunk a mellékelt ábrán. Ezután elegendő megmutatni, hogy ha valamely n-re találtunk egy megfelelő Gn gráfot, akkor n értékét 4-gyel növelve, konstruálni tudunk egy megfelelő Gn+4 gráfot is. Ezt úgy tehetjük meg, hogy a Gn gráf mellé felvesszük a Kn+1, Kn+2, Kn+3 és Kn+4 teljes gráfokat rendre n+1, n+2, n+3, illetve n+4 csúcson úgy, hogy az öt gráf csúcshalmazai páronként diszjunktak legyenek, majd pedig a Kn+1 és Kn+4 gráfok összesen 2n+5 csúcsát egy-egy új él segítségével összepárosítjuk a Kn+2 és Kn+3 gráfok összesen 2n+5 csúcsával. (Tulajdonképpen már a G4 gráfot is megkaphatjuk ilyen módon a 0 szögpontú G0 üres gráfból.) Ezzel a Gn-hez tartozó csúcsok fokszáma nem változik; a Kn+1, Kn+2, Kn+3 és Kn+4 gráfok csúcsainak foka eredetileg rendre n, n+1, n+2 és n+3, a párosítások révén ezek a fokszámok 1-gyel nőnek, tehát az új gráf az n+1, n+2, n+3, n+4 fokokra is teljesíti a feladat feltételét, (n+4)-nél magasabb fokú pontot pedig nem tartalmaz.

 
 

Megjegyzés. A konstrukció szerint n7 esetén Gn két komponensből áll. Felmerül a kérdés, hogy található-e összefüggő konstrukció. A válasz igen.