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Édition du: 04/06/2023

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Brèves de Maths

 

INDEX

 

Graphe

Topologie

Géométrie

Logique

Dénombrement

Jeux

Nombres et théorème de RAMSEY

Petits Nombres (Intro.)

Valeurs – Table

EN BREF

Principe des tiroirs

Propriétés et calculs

R(3, 3) = 6

R(3, 3, 3)

Assemblée

Bornes – Historique

R(3, 4) = 9

R(5, 3) = 14

Graphe

Ramsey – Biographie

R(4, 4) = 18

 

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RAMSEY

R(4,4) = 18 et R(4, 5) = 25

 

Déjà avec ces petits nombres, il n'est pas aisé de recenser tous les cas. Heureusement l'algèbre vient à notre secours.

 

 

Sommaire de cette page

>>> R(4, 4) – Borne inférieure

>>> R(4, 4) – Borne supérieure

>>> Assemblée de 18 personnes

>>> R(4,5) = R(5,4) = 25

 

Débutants

Dénombrement

 

Glossaire

Combinatoire

 

 

R(4, 4) – Borne inférieure

haut

 

Borne inférieure

 

Avec 17 sommets, il est possible de colorier le graphe complet avec deux couleurs sans jamais créer un quadrilatère complet (quatre sommets et toutes les arêtes possibles).

 

La figure montre le principe de la coloration:

*      en bleu, les segments de "longueur" 1, 2, 4 et 8; et

*      en rouge ceux de "longueur" 3, 5, 6 et 7

 

 

Pentagone à 17 côtés

Méthode du coloriage en rouge et bleu des arêtes issues de chaque sommet.

       

 

Sur ces deux figures complémentaires, aucun quadrilatère bleu ou rouge ne contient ses diagonales. Donc pas de R4.

 

Le nombre R(4, 4) est plus grand que 17.

 

 

 

Pentagone à 18 côtés: les deux graphes complémentaires rouge et bleu

 

Avec 17 sommets, il est naturellement possible de créer des quadrilatères complets. Mais, parmi tous les graphes colorés possibles, il existe au moins un cas où il n'y a pas de quadrilatère complet. Celui illustré ci-dessus.

Or, le nombre de Ramsey exige que, quel que soit le coloriage, il y ait toujours un quadrilatère complet. Ce n'est donc pas avec 17, et R(4, 4) est donc plus grand que 17.

  

 

 

R(4, 4) – Borne supérieure

haut

 

Borne supérieure

On se réfère à l'inégalité des nombres de Ramsey.

Voir Table des valeurs

  

 

R(4, 4) R(3, 4) + R(4, 3)  = 9 + 8 = 18

 

On a donc:

17 < R(4, 4) ≤ 18  => R(4, 4) = 18 

    

 

Exemple de tracé

Avec 18 sommets, il est possible de créer plusieurs quadrilatères complets.

Il est même impossible de ne pas en créer un.

 

 

Tracé inévitable 

Illustrer l'apparition inévitable d'un quadrilatère complet n'est pas simple.

 

Jeux

On peut imaginer un jeu à deux. Les dix-huit points sont dessinés en un cercle approximatif. Chaque joueur dessine un trait rouge pour l'un et bleu pour l'autre.

Le premier qui dessine un quadrilatère complet de sa couleur a perdu.

Avec six sommets, le jeu est connu comme le jeu de Sim

   

 

Exemple de tracé de quadrilatères complets avec 18 sommets

Quatre quadrilatères complets.

   

 

En terme de complémentaire

Pour tout graphe d'au moins 18 sommets (R18), soit G, soit son complémentaire Gc, contient un sous graphe complet à quatre sommets (R4).

   

 

En résumé, on dit que:

Rk est le graphe complet à k sommets

 

 

 

Assemblée

haut

 

 

Deux à deux

Dans une assemblée de 18 personnes,

*      soit chacun connait, au moins, 8 personnes

*      soit chacun ne connait pas, au moins, 9 personnes;

*      ou l'inverse (voir illustration)

 

Quatre à quatre

Dans une assemblée de 18 personnes, il est toujours possible de trouver, au moins:

*      soit quatre personnes qui se connaissent mutuellement (chacun connait les trois autres),

*      soit quatre personnes qui ne se connaissent ni les uns ni les autres.

 

 

Avec 18 sommets

Au moins 8 sont d'une couleur et 9 de l'autre.

  

 

 

R(4,5) = R(5,4) = 25

haut

 

Un graphe complet à au moins 25 sommets R25 contient au moins un graphe complet R4 ou un graphe complet R5.

   

Démonté en 1995 par Brendan D. Mc Kay et Stanislaw P. Radziszowski >>>  

 

Historique

Une borne inférieure fut trouvée en 1965 par Kalbfleish en construisant un graphe avec 24 sommets.

 

R(4, 5) ≥ 25

 

Une borne supérieure était connue dès 1955 – Greenwood et Gleason

 

R(4, 5) R(3, 5) + R(4, 4) – 1

  = 14 + 18 – 1 = 31

 

 

Walker utilise la programmation linéaire  pour compter les sous-graphes.

 

R(4, 5) ≤ 27

 

 

 

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Retour

*           Ramsey: R(3, 4) = 9

Suite

*           Ramsey: R(3, 3, 3)

Voir

*           Énigmes et paradoxes

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*            Voir Références en page d'introduction

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