Czy to zadanie da sie rozwiazac ?
Rozwazmy przestrzen R^3 i 3 trojkaty rownoboczne, ktore zawieraja
sie w plaszczyznie R^2 i te plaszczyzny sa rownolegle wzgledem siebie.
Wtedy w kazdym ze srodkow trojkata umieszczamy po jednym domku
mniej wiecej tak:
A'
/\ B'
/ \ /\ C'
/ \ / \ /\
/ A \ / \ / \
/________\ / B \ / \
A''' A'' /________\ / C \
B''' B'' /________\
C''' C''
A teraz niech wierzcholki A',B',C' oznaczja odpowiednio gaz,
wierzcholki A'',B'',C'' oznaczja odpowiednio prad i
wierzcholki A''',B''',C''' oznaczja odpowiednio wode.
Z kazdego z wierzcholkow trojkata jest poloczenie z danym domkiem,
czyli domek jest zaopatrywamy w gaz, prad i wode.
No to teraz wystarczy polaczycz ze soba wierzcholki A',B',C' i
wierzcholki A'',B'',C'' oraz wierzcholki A''',B''',C''' i to
jest rozwiazanie.
Z powazaniem,
Mariusz Łapiński
_____________________________________________________
_ _
| \ / |__ mailto:mari...@pbi.pl
| \_/ / / http://www.pbi.pl/~mariuszl/
| \ / /
| |\_/| |___ Podlaskie Biuro Internetowe
|_| |_____| http://www.pbi.pl
_____________________________________________________
--
Internetowe Forum Dyskusyjne - http://www.newsgate.pl
Zadanie to rozwiazal dawno temu prof. Kazimierz Kuratowski:
Graf (uklad punktow polaczonych lukami) daje sie umiescic na
plaszcyznie tak, zeby krawedzie (luki) sie nie przecinaly, wtedy i
tylko wtedy, gdy nie zawiera zadnego z dwoch podgrafow:
pierwszym jest graf z zadania szesc wierzcholkow w dwoch grupach po
trzy, kazdy z pierwszej grupy polaczony z kazdym z drugiej grupy;
drugim jest graf o pieciu wierzcholkach, polaczonych kazdy z kazdym.
Pierwszy nazywa sie pelny graf dwudzielny 3x3 K_(3,3), drugi zas -
graf pelny o pieciu wierzcholkach K_5.
Dpwod twierdzeni Kuratowskiego jest trudny. Niepalanarnosc (niemoznosc
narysowania na plaszczyznie tak, zeby krawedzie sie nie przecinaly)
grafu K_(3,3) mozna uzasadnic tak: nazwimy droga ciag linii taki, ze
poczatek kazdej jest koncem nastepnej. W K_(3,3) dom A wystepuje w
nastepujacych drogach zamknietych: A-gaz-B-prad - A, A - prad -B woda
- A , A - gaz - B - woda A; i w jeszcze trzech z C w miejsce B;
podobnie B wystepuje w szesciu takich drogach i C tez. W kazdej drodze
sa dwa domy, wiec sumujac 6+6+6 = 18 liczymy kazda taka droge dwa
razy. Lacznie jest dziewiec drog zamknietych czworokatnych, ale z
kazdej trojki drog miedzy wszystkimi domami i dwoma zrodlami
instalacji obejscie jednej z nich to to samo, co obejscie pozostalych
dwoch po kolei. Czyli w ten sposob trzy drogi wyrazaja sie przez
pozostale. Podobnie bedzie jesli pogrupujemy drogi dla dwoch domow i
trzech zrodel - wiec zostaja trzy drogi niezalezne. Gdyby dalo sie to
narysowac na plaszczyznie - np. na kartce, to polozmy kartke na ziemi
i popatrzmy na rysunek jak na mape na globusie: trzy kraje + jeden na
zewnatrz rysunku - razem 4 kraje; dziewiec krawedzi i szesc
wierzcholkow. Stosujemy wzor Eulera:
s - k +w = 2,
4 - 9 + 6 = 1
a powinno wyjsc 2.
Okazuje sie, ze mozna umiescic graf K_(3,3) na torusie, ale nie ma
wtedy kraju zewnetrznego, a (wystarczy wykopac tunel w Ziemi, zeby
przeprowadzic ostatnia linie - kula z tunelem to topologicznie torus).
Jesli to kogos interesuje, to zliczajac minimalne drogi zamkniete
niezalezne, obliczalem pewna grupe homologii, czy jej range, a wiec
liczbe Bettiego...
Z powazaniem
Marek Szyjewski
My, samotnicy, powinnismy trzymac sie razem!
Mam takie dziwne wrazenie, ze jak podlaczysz prad i gaz do kazdego
domu i zlaczysz dostawy gazu ze soba, oraz dostawy pradu ze soba, to
powstanie lamana krzywa zamknieta i punkt A''' bedzie na zewnatrz tej
krzywej, a punkt C''' - wewnatrz. Z twierdzenia Jordana wiadomo, ze
krzywa zwyczajna zamknieta rozcina plaszczyzne na dwie czesci - nie
polaczysz A''' z C''' tak, zeby nie przeciac tej krzywej.
Ale yurghi chciał na płaszczyźnie! A tam zadanie nie ma rozwiązania.
Rzecz sprowadza się do narysowania na płaszczyźnie grafu K_{3,3}.
Ale tego się nie da zrobić. Ten graf jest sztandarowym przykładem
grafu nieplanarnego. Zobacz np. w książce R. J. Wilsona "Wprowadzenie
do teorii grafów", strony 32 (rysunek K_{3,3}) i 83 (Tw. 12.1). Natomiast
w R^3 można zrobić wszystko: jest twierdzenie mówiące, że każdy graf
można narysować w R^3. I wcale nie trzeba trójkątów. Wystarczy, jak
pisze yurghi, przepuścić jedną linię nad inną (tylko jeden raz).
Serdecznie pozdrawiam,
Szymek