“四色猜想”论证之一个平面上不会出现五个彼此相互邻接的区域
作者:叶德禹
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“四色猜想”论证
之“一个平面上不会出现五个彼此相互邻接的区域” “四色猜想”:
如果在平面上划出一些邻接的有限区域,那么可以用四种颜色来给这些区域染色,使得每两个邻接区域染的颜色都不一样;另一个通俗的说法是:每个(无飞地的)地图都可以用不多于四种颜色来染色,而且不会有两个邻接的区域颜色相同。被称为邻接的两个区域是指它们有一段公共的边界,而不仅仅是一个公共的交点。
论证命题:
一个平面上不会出现五个彼此相互邻接的区域
论证过程:
假设:
一个平面上出现了5个彼此相互邻接的区域(无非地,非角接)。
第一步(见 图1):
两区域彼此相互邻接
感谢你来到我的生命中,带来了美丽、快乐,感谢你给了我永远珍视的记忆。
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A、B两点分别再两区域内,则从A向B画连续的线。一定可以找到一条线,它两部分分别在两个区域内,不经过第三区域。
第二步(见图2):
三区域彼此相互邻接
三区域彼此相互邻接有两种情况,一种情况是第3区域在A、B两区域所围成的内部小封闭空间(见图2-1),另一种情况是第三区域在A、B两区域所围成的外部大空间(见图2-2)。
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如图2-1,如果要保证第四区域与这三区域都有邻接的部分,则必须把该区域放在A、B、C三区域围成的内部。
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如图2-2,要保证第四区域与这三区域都有邻接的部分,则可以把该区域放在三区域围成的画斜线的部分,或是外部。
第三步(见图3):
四区域彼此相互邻接
四区域彼此相互邻接,有三种情况。
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我们再把三张图的路线(虚线)提取出来(见下图):
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这些路线已经把地球有限的面积分割成四个封闭的区域,抽象出来的图,如图4: 感谢你来到我的生命中,带来了美丽、快乐,感谢你给了我永远珍视的记忆。
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第四步:
五国版图相互邻接
把第五区域安排在1封闭区域内,那么第五区域(E)必定在图1内,并且D点在图1外。根据:在一个平面里,从封闭区域外的一点向封闭区域内的一点画连续的线,这条线必定与该封闭区域的的边界有交点。有交点就意谓着要经过第三块区域。而我们假设是5个区域是彼此相互邻接的,两相互邻接的区域内的点之间画连线是不经过第三区域的。
所以假设错误,原命题正确。
如图5所示:
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这里仅证明了“一个平面上不会出现五个彼此相互邻接的区域”。当然六个或更多就更不用证明了,一目了然。
但是对于“四色猜想”来说,这里仅仅证明了其中的一个部分。就是一个平面上最多只能有四个区域彼此相互邻接。在彼此相互邻接的这个前提下,证明了最多只需个四色即可染成各邻接区域颜色各不相同。还有不是彼此相互邻接的情况的染色,那就是另一部分证明。 至于这一部分的证明,请看我的另一文档《“四色猜想”的教学与证明》。这两篇文档都看明白,才算是对“四色猜想”有个清晰的认识。
我个人认为,《“四色猜想”论证之“一个平面上不会出现五个彼此相互邻接的区域”》和《“四色猜想”的教学与证明》两个文档合在一起,就是从左右两方面往中间去证明这个猜想。它们各自都只证明了猜想的三分之二,但是合在一起就可以很好的证明这个猜想。 我想看完我两篇文档的明白人,早就发现两篇证明归纳中有相互重合的部分。同时我也相信有缺漏的部分,望有人可以加进去,来完善对这个猜想的证明。
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