Ramsey定理

一、完全图:所有顶点间两两相连构成的图,N阶完全图有C(n,2)条边,如下图:


Ramsey定理_第1张图片

Ramsey定理_第2张图片



二、思考:是否能够对一个K5完全图,仅仅使用蓝色或者红色给其10条边染色,st无论每条边染成何种颜色,可以找到一个纯蓝色的K3或者一个纯红色的K3?


一个反例:

Ramsey定理_第3张图片



如果是对一个K6完全图,就是经典的友谊定理至少6人中,或者有3人,他们互相认识;或者有3人,他们两两互相不认识


证明:从任意一点(此处以N1为示范)可以引5条线,由鸽巢原理可知,至少有3条边会同色假设为红色(蓝色类似)

Ramsey定理_第4张图片

考虑此三边的终点的着色情况,将此三点中的两点连线着红色,即可构成一个红色的K3


如果不用红色给N3N4N5着色,则会得到一个蓝色的K3,也满足

Ramsey定理_第5张图片



三、Ramsey定理

Ramsey定理:对于一个给定的两个整数m,n>=2,则一定存在一个最小整数r,使得用两种颜色(例如红蓝)无论给Kr的每条边如何染色,总能找到一个红色的Km或者蓝色的Kn。显然,当p>=r的时候,Kp满足这个性质。


r可以看做一个有关m,n的二元函数,即r(m,n)。在友谊定理中r(3,3)=6

基本性质:

等价性 r(m,n)=r(n,m)     

r(2,n)=n  k2较特殊 只有一条边 最小的krKn        

r(m,2)=m     由上面两条可得


寻找r(m,n)的值很困难,枚举计算大致的思路是数组记录每条边染色的情况(双色)。对于一个Kr的完全图,C(r,2)条边,即数组长度为C(r,2),每条边2种情况,则一共有2^C(r,2)种情况。

例如要计算r(5,5),大致的上下界为43~49,则要处理2^903个长度为903的数组,并判断是否存在K5完全图同色。   


Ramsey定理_第6张图片



目前还无人给出r(5,5)是多少,我等后辈仍需努力











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