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构造几个转型次数大于20的H—构形

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发表于 2022-6-26 08:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 雷明85639720 于 2022-6-26 02:37 编辑

构造几个转型次数大于20的H—构形
雷  明
(二○二二年六月二十五日)

1、作图:
首先在E—图的基础上增加两个顶点,把E—图变成非E—图(如图1和图2)。两图均是含有经过了关键顶点C和D的C—D环形链的H—构形,也均可以直接使用断链法使构形转化成不含双环交叉链的K—构形(如图3和图4)。虽然是这样,但在这里我们主要是寻找转型次数,所以还是要对其进行连续的转型操作的。


现在对图1进行顺时针转型7次和逆时针转型21次分别就可得到可以4—着色的4色图(如下系列图):
①  图1的顺时针转型7次如下:




②  图1逆时针转型21次如下:











③  图2顺时针转型3次如下:


④  图2逆时针转型21次如下:











图2进行顺时针转型3和逆时针转型21次分别就可得到可以4—着色的4—色图(见上面的图)。
2、分析:
①  图1的顺转5和逆转19,以及图2的顺转1和逆转19都是可以连续的移去两个同色的可约的K—构形;图1的顺转6和逆转20,以及图2的顺转2和逆转20都是只有一条连通链的可约的K—构形;图1的顺转7和逆转21,以及图2的顺转3和逆转21都是已着了色的可4—着色图。除此之外的各个图都是H—构形。图1的转型过程中共有23个H—构形,图2的转型过程中共有19个H—构形。
②  现在把图1顺时针转型4、3、2、1、0次所得到的构形分别作为原图,进行逆时针转型,分别要用25、24、23、22、21次转型,才能可4—着色;把图1逆针转型18、17、16、15、14次所得到的构形分别作为原图,进行顺时针转型,分别也要用25、24、23、22、21次转型,也才能可4—着色。图2的原图(即顺时针转型0次所得到的构形),进行逆时针转型,需要21次转型;把图2逆时针转型18次所得到的构形作为原图进行顺时针转型,也需要21次。总之这些构形的转型次数都是大于20次的。这就说明了非E—图构形转型时,转型次数大于E—图的周期20次转型的构形是存在的。
③  图1顺转型4和逆转型16是互为逆向转型20次的、峰点为同一顶点BAB型的H—构形;图1顺转型3和逆转型17也是互为逆向转型20次的、峰点为同一顶点DCD型的H—构形;图1顺转型2和逆转型18同样是互为逆向转型20次的、峰点为同一顶点ABA型的H—构形。可以看出,原E—图中的顶点都是着有相同的颜色,即反回到了初始状态,但增加的两个顶点却没有返回到原初始状态。这就表明了原E—图还是在循环着,而对这种非E—图构形的整个图来说,是不会产生循环的。我们所得到的那些转型次数大于20次的构形,不但说明了非E—图构形转型次数大于20次的构形是存在的,也说明了这些构形的转型次数是有限的。
④  但是,问题来了,必竟我们只对两个图作了转型操作,并没有看到转型次数更大的构形。那么转型次数的上界值是多少呢?我们已经知道,这里研究的非E—图构形一定是非无穷周期循环的有限次转型的构形。而这是已经用“原命题的逆否命题与其原命题同真同假”的逻辑关系证明了是正确的。现在的问题是,虽然只看到了转型次数大于20的构形存在,但是还不能确定是否就一定会产生循环,还需要等待E—图第二个20次转型的到来。如果到来,就说明产生了循环,循环就是无穷的。而我们这里所研究的构形是不循环转型的有限转型的构形。由此可以得到转型次数的最大值是40次,即任何非E—图构形一定可以在40次转型之内解决问题,即可以使H—构形转化为可约的K—构形。
⑤  另外,从图1和图2还可以看出,两图中均有环形链,既可以用断链法解决,又可以用转型法解决,有多种解决办法。但E—图虽也有环形链,也只能用断链法解决,而不能用转型法解决。
如果说把H—构形分为两大类,一类是E—族类构形,一类是非E—族类构形。那么E—族类构形及其转型操作的产物(构形),都可以用断链法解决,而非E—族类构形都可以用转型法解决,且该类中有些有环形链的构形还可用断法解决。这就是张彧典先生的理论。如果说把H—构形分为有环形链的构形和无环形链的构形两大类,那么,有环形链的构形(包括E—图在内)都可以用断链法解决,无环形链的构形都可以用转型法解决。这就是雷明的理论。两种分类方法在施行转型过程中,如果出现了有环形链的构形,还可及时的改为断链法,以及早结束转型。现在张、雷二人的理论已基本统一了,差就差在张认为最大的转型次数是9,而雷明认为最大的转型次数是40,可以再商量。但这不影响大局,不管是9还是40,都是有限的。有了这个有限的上界值才是最关键的地方。敢峰先生没有对构形进行分类,只研究E—图构形(先生叫终极构形)的决办法——断链法,还是不够全面的,还有一部分非E—图的构形该如何解决呢?

雷  明
二○二二年六月二十五日于长安

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