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亏格为7时可以构造12个两两相连的区域


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  • 十二色定理

     

十二色定理 - 起源又叫Heawood定理。是一种有7个洞的曲面上构造两两相连的12个区域的极限。在人类在企图证明四色定理过程中,发现了在曲面上作图,反而更加容易。参见:八色定理九色定理十色定理十一色定理七色定理


十二色定理

曲面染色结构定理

  • 提出者

  • 德国人林格美国杨斯等证明

  • 证明时间

  • 1974年

  • 适用领域

  • 交通枢纽-电路枢纽-芯片





定义

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十二色定理 - 起源又叫Heawood定理。人类在企图证明四色定理过程中,发现了在曲面上作图,反而更加容易。

证明四色定理过程联想到曲面染色的问题。

公式来源

1974年德国的林格和美国的杨斯证明了:

证明这个公式,数学家用了78年。P是指这个曲面的洞的个数,又叫亏格。当亏格为7时:


方括号表示取整数。



如果p=7,则是


 即7个洞(又叫亏格7.)需要12个区域才能形成两两相连的形式。每一个区域与其他11个区域相连。




12色定理结构图.jpg

图1,右上面是内环的平面图。右下是外环平面图,大于内环。片面图上下对折再左右对折就是一个轮胎形状。两个轮胎一内一外,外环的ABCDEF有六个延伸的立柱,与内环对应,形成有12个区域两两相连。

公式和公式的证明来自:

《图论导引》214页,机械工业出版社。

王晓明设计并且制造实物体, . 并且给出了这个需要12种颜色染色的图形:


微信图片_20221107073720.jpg

图2,实物图证面



表明:在有7个洞的曲面上染色成为两两相连的区域,11种颜色是不够的。

历史

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数学家在研究四色定理时已经开始考虑曲面染色了,就是说有一百多年历史了,1896年开始推理,1974年完成证明。王晓明设计图形用了3年,制造实物用了2年。

 播报

1974年德国的林格和美国的杨斯证明了上面的公式。

应用

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广泛应用于线路交叉,例如,管道枢纽,电路枢纽(芯片)。可以形成不会堵塞的交通。

影响及意义

 

论文发表以后,西方工程师已经在考虑应用于芯片设计。 [1] 

  • 参考资料


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