Tô màu đồ thị
Tô màu đồ thị với số màu ít nhất có thể
Giới thiệu về máy tính này
Máy tính Tô màu đồ thị tìm sắc số χ(G) — số màu ít nhất cần để tô các đỉnh của đồ thị sao cho không có cạnh nào nối hai đỉnh cùng màu — và hiển thị một cách tô màu tối ưu. Nhập số đỉnh và danh sách cạnh; công cụ tính chính xác χ bằng tìm kiếm nhánh cận, cho biết bậc lớn nhất Δ và clique lớn nhất ω (một cận dưới của χ), đánh dấu đồ thị hai phía và đồ thị đầy đủ, rồi vẽ đồ thị đã tô màu. Hữu ích cho lập lịch, cấp phát thanh ghi, tô màu bản đồ và nghiên cứu sắc số.
Cách tô màu đồ thị
- Nhập số đỉnh; các đỉnh được đánh số từ 1 đến n.
- Liệt kê các cạnh dưới dạng cặp như 1-2, 2-3 — mỗi kết nối một cặp.
- Đọc sắc số χ(G) và màu được gán cho từng đỉnh.
- So sánh χ với clique lớn nhất ω để hiểu vì sao cần chừng ấy màu, hoặc tải một ví dụ có sẵn để khám phá.
Ví dụ thường gặp
- Một tam giác (K₃) cần 3 màu — mọi cặp đỉnh của nó đều kề nhau.
- Chu trình chẵn là đồ thị hai phía và chỉ cần 2 màu; chu trình lẻ như C₅ cần 3 màu.
- Đồ thị đầy đủ Kₙ cần đúng n màu.
- Một clique lớn nhất cỡ ω buộc phải dùng ít nhất ω màu, nên χ(G) ≥ ω.
- Đồ thị Grötzsch cần 4 màu dù không chứa tam giác nào, nên χ có thể lớn hơn số clique.
Câu hỏi thường gặp
Sắc số là gì?
Sắc số χ(G) là số màu nhỏ nhất cần để tô các đỉnh của đồ thị sao cho không có cạnh nào nối hai đỉnh cùng màu.
Số màu tối thiểu được tìm như thế nào?
Vì đồ thị nhỏ, máy tính tìm kiếm chính xác: thử 1 màu, rồi 2 màu, và cứ thế, trả về số màu đầu tiên mà có tồn tại cách tô hợp lệ. Số đó chắc chắn là giá trị tối thiểu thực sự.
Bậc lớn nhất và clique lớn nhất là gì?
Bậc lớn nhất Δ là số cạnh nhiều nhất gặp nhau tại một đỉnh. Clique lớn nhất ω là tập đỉnh lớn nhất mà mọi đỉnh đều đôi một kề nhau; vì chúng phải khác màu nhau, χ(G) ít nhất bằng ω.
Vì sao một đồ thị không có tam giác vẫn có thể cần nhiều màu?
Một clique lớn buộc phải dùng nhiều màu, nhưng đó không phải lý do duy nhất. Chu trình lẻ và những đồ thị như đồ thị Grötzsch cần thêm màu dù không có tam giác nào, nên χ(G) có thể lớn hơn số clique.
Có giới hạn kích thước đồ thị không?
Có. Tô màu đồ thị chính xác là bài toán khó về mặt tính toán, nên máy tính giới hạn đồ thị ở 12 đỉnh để kết quả vừa tức thì vừa chặt chẽ.