免費論壇 繁體 | 簡體
Sclub交友聊天~加入聊天室當版主
分享
返回列表 发帖

[组合] 求证必存在两个有公共边的三角形

空间中给定$2n$个点,其中$n \ge 2$,任意三点不共线,任意四点不共面,以这些点为端点连成$n^2+1$条线段,求证必存在两个有公共边的三角形
分享到: QQ空间QQ空间 腾讯微博腾讯微博 腾讯朋友腾讯朋友

本帖最后由 abababa 于 2014-7-23 19:07 编辑

发一位网友的解答,经过他的讲解终于看懂了
当$n = 4$时$G$中有$4$个顶点和$5$条边,而$4$点间可连$C_{4}^{2} = 6$条边,共$4$个三角形
去掉一条边至多减少$2$个三角形,所以$4$顶点连$6-1 = 5$条边时必有$4-2 = 2$个有公共边的三角形
假设当$n=k > 2$时命题成立,即$2n=2k$个点连$n^2+1=k^2+1$条边时命题成立
当$n=k+1$时,$2n=2k+2$个点连$n^2+1=k^2+2k+2$条边
设度数最小和次小的点分别为$A,B$,总度数为$d$
则$d(A) \le d(B) \le \cdots$,若$d(B) \ge k+2$,则$d \ge d(A)+(k+2)(2k+2-1) \ge (k+2)(2k+1)=2k^2+5k+2$
但$d=2E=2(k^2+2k+2)=2k^2+4k+4$,所以$2k^2+4k+4 \ge 2k^2+5k+2$,于是$k \le 2$,与$k > 2$矛盾,所以$d(B) < k+2$,由离散性知$d(B) \le k+1$
下面分两步,他用了enumerate环境,这里显示不出来,只好改一下

第一步:
若$d(A)=k+1$,则$d(B)=k+1$,图中每个点至少都为$k+1$度,设原图为$G$
若所有点都为$k+1$度则$2k^2+4k+4=d=(k+1)(2k+2)$,矛盾,所以必有一个点至少为$k+2$度,设这点为$T$
设与$T$相邻的$k+2$个点为$P_1 \to P_{k+2}$,考察点$T,P_1 \to P_{k+2}$及它们间的边构成的图$G'$,设$G''=G-G'$,$G''$中有$2k+2-(k+3)=k-1$个点
在$G'$中,若$P_1$只与$T$相邻,则$d(P_1) \le 1+(k-1)=k$,与$d(P_1) \ge k+1$矛盾
所以在$G'$中$P_1$必与除$T$外的某点相邻,不妨设$P_1, P_2$相邻,则只要考察$P_1$与$P_3 \to P_{k+2}$都不相邻的情况,否则构成两三角形$AP_1P_2, AP_1P_i$有公共边$AP_1$,即在图$G'$的$k+3$个点中,$P_1$至多为$2$度,而在图$G''$中有$k-1$个点,所以$P_1$至多为$k-1+2=k+1$度,但$P_1$至少为$k+1$度,所以$d(P_1)=k+1$,即$P_1$与图$G''$中$k-1$个点都相邻,同理$P_2$与$G''$中$k-1$个点都相邻
由于$k \ge 3$,$k-1 \ge 2$,所以$G''$中的$k-1$个点能选出一个点$M$
于是$P_1, P_2$都与$M$相邻,也都与$T$相邻,构成有公共边$P_1P_2$的两个三角形

第二步:
若$d(A) \neq k+1$,则由于$d(A) \le d(B) \le k+1$,所以$d(A) \le k$
此时从$2k+2$个点中删除点$A, B$和它们连出的边,还有$2k$个点和至少$k^2+2k+2-(k+1)-(k) = k^2+1$条边,由归纳假设知命题成立

TOP

题有意思,不过,想看的人少

TOP

回复 3# isee

TOP

否则构成两三角形AP1P2,AP1Pi有公共边AP1,这里应该他是写错了,正确的应该是构成两个三角形$TP_1P_2,TP_1P_i$有公共边$TP_1$。
我觉得这些组合题都好难,都不知道怎么入手。

TOP

返回列表 回复 发帖