四色定理的终极证明-证明篇
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如图3所示,由于上与下区域不接 壤可用同一种颜色、左与右区域也 不接壤也可用同一种颜色,所以中 间区域只要用第三种颜色就行了。 由于中间区域只与周围四个区域有 接壤,不与外界其它区域有接壤, 所以它的存在与否,只要外围四区 域着色不变也不会影响其它区域的 着色。就是说:在整个最大平面图 中可把图3中左边的情况看成与右 边的一样(图中是中间用了绿色使 左右区域相连,也可以用红色使上 下区域相连),下方的关系图就是 去掉中心O点,把C点合并到B点, 只剩下三个点二条线。
公共边现象
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在去掉中间点的过程中,很 容易出现连成一串的四边形 (如图8中的B和C都是四边形 的中心点),可先去掉B点把 C与A合并,也可先去掉C点把 D与B合并。从A点到D点实际 上是两个多边形的公共边, 在去掉这些四边形中心点的 过程中,因为有着依次去掉 一个合并一个的规律,可一 次性把这些点去掉,A到D的 总点数是单数,合并后只剩 下A点;A到D的总点数是双数, 合并后只剩下A和D两点。
二个区域包围一个区域的情况
•如图1所示,中间的区域只要 用不同于外面二区域的任何颜 色就可以了,而它的存在与否, 也根本不会影响外围二区域与 其它区域的着色。就是说:在 整个最大平面图中可把图1中 左边的情况看成与右边的一样, 下方的关系图就是去掉了中心 O点,把二边形左右两条边AB 合并为一条。
2n边形与(2n 样图5就需要三种颜色,图6就需要四 种颜色。因为中间的黄色是被包围在 公路当中不与外界接触,它的存在与 否不会影响公路与外面地域的着色情 况,所以可以把黄色部分去掉,去掉 中间部分后左右车道就合二为一(如 图中右边所示),图5和图6中右边与 外界的着色关系同左边时仍旧一样。 下方的关系图就是去掉中心点,通过 合并,2n边形只剩下n+1个点n条线 (图5),2n-1边形只剩下n+1个点 n+1条线(图6)。带下划线的这两个 规律其实也适合上面所述的二边形、 三边形、四边形、五边形„„。它们 只是多边形的几个特例。
公共边现象 图8
四色定理终极证明的说明
•一偶然机会,看到一篇《简单明了的四色问题的证明》,作者是焦永溢。这 个证明很有条理,又简单易懂,但是证明方法是否正确呢?我向许多数学爱 好者、数学教授专家求证,理会的人不多。据悉作者本人焦永溢也给众多数 学家、专家教授发过N多邮件,基本石沉大海。 •我查阅大量有关拓扑理论、四色问题、七桥问题等相关资讯;网购并阅读了 许寿椿著的《图说四色问题》和徐俊杰著的《数学四色问题证明》;下载 Inkscape软件绘制各种复杂图形,根据此证明方法,成功将各种图形着色。 其中有一图被称为“加德纳难四着色图”,用此证明方法我不到半小时就成 功着色,1975年此图设计发表,1998年才有公布该图着色文章,而我根据焦永 溢先生的证明方法,仅半小时就成了。 •没有再见到比这更简洁明了的四色定理的证明,我称之为“四色定理的终极 证明”。 •为了更易明了更有层次,更容易使读者理解,将焦永溢先生的证明方法制作 成PPT文件。
五个区域包围一个区域的情况
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如图4所示,周围五个区域中, A与C可用同一种颜色,B与E可 用另一种颜色,D就必须用第三 种颜色,而中心的O就需要用第 四种颜色。由于中间区域与以 上几种情况一样只与包围它的 五个区域有接壤,它的存在与 否,只要外围五区域着色不变 也不会影响其它区域的着色。 就是说:在整个最大平面图中 可把图4中左边的情况看成与右 边一样,下方的关系图就是去 掉中心O点,把E点合并到B点, 只剩下四个点四条线。
三个区域包围一个区域的情况
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如图2所示,中间的区域只 要用不同于外面三区域的任 何第四种颜色就可以了,而 它的存在与否,也根本不会 影响外围三区域与其它区域 的着色。就是说:在整个最 大平面图中可把图2中左边 的情况看成与右边的一样, 下方的关系图就是去掉中心 O点,只剩下外面三边形ABC。
四个区域包围一个区域的情况
四色定理的终极证明
焦永溢 jyy630907@
拓扑学原理
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根据 “拓扑学”原理,平 面地图上不管形状多么复杂、 大小多么不等的每块区域都 可看成一个点。而相互间有 接壤的可用连线来表示(从
图1到图6每幅图上方的区域图 都可用下面的关系图来表示)。
一个区域完全包围另一个区域
这种情况相信不用画图大家也能明了,比 如梵蒂冈处在罗马的包围之中,地图上它只要 用与罗马不同的任何颜色就能分别出来,而处 在中间的梵蒂冈存在与否,不会影响罗马与周 围区域的着色。
短路现象
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在最大平面图上可以把任何一个点当作中间点来去掉,但可能 在包围这个点的多边形的各个顶点当中有的点之间有连线(比 如第1个点与第3、5、7等点有连线,相当于在串联电路中把一 些电阻短路),这些点就不能使用同一种颜色。图7中A与C的连 线就把B点短路了,但一旦有短路现象就一定会产生比原来多边 形边数少的多边形,如图7中就产生三边形AOC包围B点的情况, 这样可以先去掉B点,原来的多边形也就少了一个B点。因为边 数最少的多边形顶点间不可能再有短路,所以只要先找到整个 最大平面图中顶点最少的多边形进行去掉中心点(也就是连接 线最少的点),再把外围的点按图1到图6的 规律进行合并。把减少合并后的线和点,在 最大平面中代替原来多点包围一点的多边形 (就象初等代数中解多元一次方程的代入消 元法一样,用图1到图6的右面取代左面), 再在新形成的整个平面图上找出顶点最少的 多边形,再用以上同样的方法把连接线最少 的中间点去掉,把外围的多边形合并成几条 线和几个点。这样一步步的减去、合并、代 替下去,任何复杂的最大平面图到最后只剩 下一个三边形。
2n与(2n-1)边形情况
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当外围的点增多时能否与上叙一 样处理呢?回答是肯定的。我们 先来看一条公路状的平面图的着 色(如图5、6所示),公路起点 用一整块红色,左右车道向下对 称的分别用绿、红、绿、红„„ 一块块涂色。当起点终点及左右 两边总块数加起来是偶数2n时, 终点也是一整块并且n是偶数也 用红色,n是奇数用绿色(图5)。 当起点终点及左右两边总块数加 起来是奇数2n-1时,终点左右分 两块,其中一块沿用上面车道着 色方法用红或绿,另一块就要多 用一种颜色蓝(图6)。
如图3所示,由于上与下区域不接 壤可用同一种颜色、左与右区域也 不接壤也可用同一种颜色,所以中 间区域只要用第三种颜色就行了。 由于中间区域只与周围四个区域有 接壤,不与外界其它区域有接壤, 所以它的存在与否,只要外围四区 域着色不变也不会影响其它区域的 着色。就是说:在整个最大平面图 中可把图3中左边的情况看成与右 边的一样(图中是中间用了绿色使 左右区域相连,也可以用红色使上 下区域相连),下方的关系图就是 去掉中心O点,把C点合并到B点, 只剩下三个点二条线。
公共边现象
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在去掉中间点的过程中,很 容易出现连成一串的四边形 (如图8中的B和C都是四边形 的中心点),可先去掉B点把 C与A合并,也可先去掉C点把 D与B合并。从A点到D点实际 上是两个多边形的公共边, 在去掉这些四边形中心点的 过程中,因为有着依次去掉 一个合并一个的规律,可一 次性把这些点去掉,A到D的 总点数是单数,合并后只剩 下A点;A到D的总点数是双数, 合并后只剩下A和D两点。
二个区域包围一个区域的情况
•如图1所示,中间的区域只要 用不同于外面二区域的任何颜 色就可以了,而它的存在与否, 也根本不会影响外围二区域与 其它区域的着色。就是说:在 整个最大平面图中可把图1中 左边的情况看成与右边的一样, 下方的关系图就是去掉了中心 O点,把二边形左右两条边AB 合并为一条。
2n边形与(2n 样图5就需要三种颜色,图6就需要四 种颜色。因为中间的黄色是被包围在 公路当中不与外界接触,它的存在与 否不会影响公路与外面地域的着色情 况,所以可以把黄色部分去掉,去掉 中间部分后左右车道就合二为一(如 图中右边所示),图5和图6中右边与 外界的着色关系同左边时仍旧一样。 下方的关系图就是去掉中心点,通过 合并,2n边形只剩下n+1个点n条线 (图5),2n-1边形只剩下n+1个点 n+1条线(图6)。带下划线的这两个 规律其实也适合上面所述的二边形、 三边形、四边形、五边形„„。它们 只是多边形的几个特例。
公共边现象 图8
四色定理终极证明的说明
•一偶然机会,看到一篇《简单明了的四色问题的证明》,作者是焦永溢。这 个证明很有条理,又简单易懂,但是证明方法是否正确呢?我向许多数学爱 好者、数学教授专家求证,理会的人不多。据悉作者本人焦永溢也给众多数 学家、专家教授发过N多邮件,基本石沉大海。 •我查阅大量有关拓扑理论、四色问题、七桥问题等相关资讯;网购并阅读了 许寿椿著的《图说四色问题》和徐俊杰著的《数学四色问题证明》;下载 Inkscape软件绘制各种复杂图形,根据此证明方法,成功将各种图形着色。 其中有一图被称为“加德纳难四着色图”,用此证明方法我不到半小时就成 功着色,1975年此图设计发表,1998年才有公布该图着色文章,而我根据焦永 溢先生的证明方法,仅半小时就成了。 •没有再见到比这更简洁明了的四色定理的证明,我称之为“四色定理的终极 证明”。 •为了更易明了更有层次,更容易使读者理解,将焦永溢先生的证明方法制作 成PPT文件。
五个区域包围一个区域的情况
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如图4所示,周围五个区域中, A与C可用同一种颜色,B与E可 用另一种颜色,D就必须用第三 种颜色,而中心的O就需要用第 四种颜色。由于中间区域与以 上几种情况一样只与包围它的 五个区域有接壤,它的存在与 否,只要外围五区域着色不变 也不会影响其它区域的着色。 就是说:在整个最大平面图中 可把图4中左边的情况看成与右 边一样,下方的关系图就是去 掉中心O点,把E点合并到B点, 只剩下四个点四条线。
三个区域包围一个区域的情况
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如图2所示,中间的区域只 要用不同于外面三区域的任 何第四种颜色就可以了,而 它的存在与否,也根本不会 影响外围三区域与其它区域 的着色。就是说:在整个最 大平面图中可把图2中左边 的情况看成与右边的一样, 下方的关系图就是去掉中心 O点,只剩下外面三边形ABC。
四个区域包围一个区域的情况
四色定理的终极证明
焦永溢 jyy630907@
拓扑学原理
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根据 “拓扑学”原理,平 面地图上不管形状多么复杂、 大小多么不等的每块区域都 可看成一个点。而相互间有 接壤的可用连线来表示(从
图1到图6每幅图上方的区域图 都可用下面的关系图来表示)。
一个区域完全包围另一个区域
这种情况相信不用画图大家也能明了,比 如梵蒂冈处在罗马的包围之中,地图上它只要 用与罗马不同的任何颜色就能分别出来,而处 在中间的梵蒂冈存在与否,不会影响罗马与周 围区域的着色。
短路现象
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在最大平面图上可以把任何一个点当作中间点来去掉,但可能 在包围这个点的多边形的各个顶点当中有的点之间有连线(比 如第1个点与第3、5、7等点有连线,相当于在串联电路中把一 些电阻短路),这些点就不能使用同一种颜色。图7中A与C的连 线就把B点短路了,但一旦有短路现象就一定会产生比原来多边 形边数少的多边形,如图7中就产生三边形AOC包围B点的情况, 这样可以先去掉B点,原来的多边形也就少了一个B点。因为边 数最少的多边形顶点间不可能再有短路,所以只要先找到整个 最大平面图中顶点最少的多边形进行去掉中心点(也就是连接 线最少的点),再把外围的点按图1到图6的 规律进行合并。把减少合并后的线和点,在 最大平面中代替原来多点包围一点的多边形 (就象初等代数中解多元一次方程的代入消 元法一样,用图1到图6的右面取代左面), 再在新形成的整个平面图上找出顶点最少的 多边形,再用以上同样的方法把连接线最少 的中间点去掉,把外围的多边形合并成几条 线和几个点。这样一步步的减去、合并、代 替下去,任何复杂的最大平面图到最后只剩 下一个三边形。
2n与(2n-1)边形情况
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当外围的点增多时能否与上叙一 样处理呢?回答是肯定的。我们 先来看一条公路状的平面图的着 色(如图5、6所示),公路起点 用一整块红色,左右车道向下对 称的分别用绿、红、绿、红„„ 一块块涂色。当起点终点及左右 两边总块数加起来是偶数2n时, 终点也是一整块并且n是偶数也 用红色,n是奇数用绿色(图5)。 当起点终点及左右两边总块数加 起来是奇数2n-1时,终点左右分 两块,其中一块沿用上面车道着 色方法用红或绿,另一块就要多 用一种颜色蓝(图6)。