四色定理的证明
在一张地图上,相邻的两个区域涂上不同的颜色,最少要四种颜色。
证明如下
把不规则和规则的区域,我们抽象成点,而相邻两区域之间,可以看成先把它们连接起来。例如区域A和区域B相邻,则可以记做A B要证明最少需要四种颜色,只需要证明,在一个区域内,最多有四个点互相连接。证明如下
设四个点如下图一
A B E A B A B
E
C D C D C D
图一 图二 图三
这是很显然的,也证明了有四个点可以相互连接,下面证明只有四个点相互连接,
假设有第五个点与它们连接,设第五个点位点E,则点E在则块区域的外部或则在这块区域的内部。先证明在外部,如图二。则点E只能与点A点B点C相连。而不能与点D相连。因为若与点D相连,则,必然与线AC线AB线BC相交,在现实中就会出现,同一区域内,有两个地区。这不可能。所以在一个区域中,最多有四个点相连。假设点E在内部,不外乎在三角形ACD三角形ABD或区域BDC中。不妨假设在三角形ACD中。则,无法与点B相连,否则又要相交。所以在一个区域内,任意点与其他的所有点相连的情况下,最多为四个点。所以这四个点涂上不同的颜色,假设第五个点于其中的三个点相连,哪么,他涂上与他不相连的颜色。四色定理成立