六人中必有三人认识或不认识

问题:世界上任意六个人中,一定有三个人互相认识,否则就有三个人互相不认识。

据说,这是60年代的高中奥数题。我还是用图论的方法来证明吧

该问题的图论阐述

由于认识和不认识是一对互斥的概念,所以利用补图很容易将原问题转化为:

是否存在六个点的图,在它本身和它的补图中均不存在3-完全子图。如果不存在,则原问题得证

证明

  1. 该六个点的图必然是连通图。

    如果不连通:

    若有一个孤立点,则剩余点必须两两相连,否则连接该孤立点和不相连的两点可构成补图中的一个3-完全图。

    若有2个及以上孤立点,则连接这两个点和剩余点中的任意一个可构成补图中的一个3-完全图。

  2. 任取相连的两个点A、B。

    首先,在剩余的点中不存在同时与A、B相连的点。如果存在则构成3-完全图。

    由于是连通图,剩余的4个点可被分成与A相连和与B相连两个部分。不失一般性,设A为连接点较少的那个,分为以下三种情况:

    1) 没有点,2) 只有一个点,3) 有2个点,与A相连,那么任取与B相连的两点和A可构成补图中的一个3-完全图。

所以,综合上面所有的情况,不存在这样的六个点的图。所以原问题是成立的。


Published: August 24 2012

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