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Édition du: 04/01/2020

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Brèves de Maths

 

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Énigmes

Graphes – Coloriage  

Pentagone

Graphes

Nombre chromatique

Quatre couleurs

 

 

Colorier ce graphe

en double pentagone

 

 

Sommaire de cette page

>>> Le défi

>>> Méthode de résolution

Débutants

Géométrie

 

Glossaire

Géométrie

 

Le défi

haut

 

 

Énigme

Le défi consiste à colorier chacun des dix sommets de ce graphe de sorte que deux sommets réunis par un segment soit de couleur différente.

Dit-autrement chacun des quinze segments doit être terminé par deux couleurs différentes.

 

Remarque

Si on donne la couleur rouge au somment 1, il faut donner une couleur différente au sommet 2 et au sommet 5. Ces deux sommets, 2 et 5, pouvant être de la même couleur ou de couleurs différentes.

 

Solution

On montre tout de suite une des solutions.

Elle nécessite trois couleurs, mais pas plus.

 

 

On a bien des extrémités de couleurs différentes:

1-2 BV

2-3 VR

3-4 RV

4-5 VR

5-1 RB

1-6 BR

2-7 VR

3-8 RB

4-9 VB

5-10 RV

6-8 RB

7-9 RB

8-10 BV

9-6 BR

10-7 VR

 

 

 

 

Méthode de résolution

haut

 

 

Connexions des sommets

On donne le nom du sommet suivi de la liste des sommets qui lui sont reliés:

 

1 [2, 5, 6]

2 [1, 3, 7]

3 [2, 4, 8]

4 [3, 5, 9]

5 [4, 1, 10]

6 [1, 8, 9]

7 [2, 9, 10]

8 [3, 6, 10]

9 [4, 6, 7]

10 [5, 7, 8]

 

Il s'agit maintenant de faire des choix et de trouver les compatibilités.

On utilise trois listes, une par couleur: R, V et B.

 

On attribue la couleur Rouge (R1) au sommet n°1. Alors ce même sommet n'est ni Vert, ni Bleu en colonne 1 (n1 = non-possible du fait de la première opération).

On poursuit en indiquant que Rouge en peut pas être en  [2, 5, 6] conformément au relevé de connexions.

 

Nous poursuivons le remplissage en excluant à chaque fois les impossibilités. Chacune des actions est indicée pour reconnaitre leur origine.

Les choix de couleur est parfois arbitraire (V2 aurait pu être B2). Ce qui induit plusieurs solutions.

 

 

En poursuivant, et après essais-erreurs pour éviter les cas impossibles, on arrive à ce tableau qui représente l'une des solutions

 

Le graphe représente la disposition trouvée.

 

Évidemment, il est possible d'arriver à l'une de ces solutions par tâtonnement.

 

Cependant, la méthode permet de trouver toutes les solutions en modifiant les choix opérés en établissant le tableau.

Toutes les configurations par rotations et symétrie sont également valables; de même que par échange des couleurs.

Il existe également certains échanges possibles comme 1B, 5 B et 6V qui donnent la configuration présentée en tête de cette page.

 

 

 

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