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Lexikon der Mathematik: Mycielski-Graphen

spezielle Graphen, die zeigen, daß es zu jeder natürlichen Zahl k ≥ 2 einen k-chromatischen Graphen ohne Kreise der Länge 3 gibt.

Ist ω(G) die Cliquenzahl und χ(G) die chromatische Zahl eines Graphen G, so gilt natürlich die Ungleichung χ(G) ≥ ω(G). Eine Konstruktion von J. Mycielski aus dem Jahre 1955 liefert dagegen ein Familie von Graphen mit willkürlich hohen chromatischen Zahlen, deren Cliquenzahl dennoch nur 2 beträgt.

Für die vorgegebenen Zahlen k = 2 bzw. k = 3 haben der vollständige Graph K2 bzw. der Kreis der Länge 5 die gewünschten Eigenschaften. Bezeichnen wir diese beiden Graphen mit M2 bzw. M3, so werden für k ≥ 3 die Mycielski-Graphen Mk+1 rekursiv wie folgt definiert.

Ist {v1, v2,…,vn} die Eckenmenge von Mk, so konstruiert man den Graphen Mk+1 aus Mk durch Hinzufügen von n + 1 neuen Ecken u, u1, u2,… ,un. Darüber hinaus wird für i = 1, 2,… ,n die Kante uui hinzugefügt, und eine Ecke ui wird mit einer Ecke vE(Mk) durch eine Kante verbunden, wenn v in Mk zu vi adjazent ist.

Aus der Tatsache, daß Mk keinen Kreis der Länge 3 enthält, folgt unmittelbar, daß auch Mk+1 keinen solchen Kreis besitzen kann. Mit etwas mehr Aufwand läßt sich dann noch χ(Mk+1) = k + 1 nachweisen. M4 ist gerade der bekannte Grötzsch-Graph.

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  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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