$$\newcommand{abs}[1]{\left\lvert #1 \right\rvert}
\newcommand{cG}[0]{\mathcal{G}}
\newcommand{diam}[0]{\operatorname{Diam}}
\newcommand{la}[0]{\leftarrow}
\newcommand{lt}[0]{\left}
\newcommand{Mod}[1]{\ \left(\mathrm{mod}\ #1\right)}
\newcommand{mR}[0]{\mathbb{R}}
\newcommand{p}[0]{\prime}
\newcommand{ra}[0]{\rightarrow}
\newcommand{rad}[0]{\operatorname{rad}}
\newcommand{rt}[0]{\right}
$$
この章の問い
グラフを平面に交わりなく描けるのはいつか。描けないときの障害は何か。
道筋
- 平面グラフ:頂点・辺・面を結ぶEuler公式。
- Euler公式の限界とKuratowskiの定理:Euler公式だけでは判定できない場合と、非平面性の障害。
- 平面双対:面を頂点へ変えると閉路と切断が入れ替わる。
- 平面性判定の構造:Kuratowskiの定理の証明。
- Euler公式と非平面性の判定:橋を含む面境界の数え方、辺数評価による非平面性、交互端点の道。
読み方
最初の2頁でEuler公式と非平面性の例を押さえ、そのあとの頁では定義を先に確認する。Kuratowskiの定理の証明は長いので、途中で何を示しているかを見失わないように節ごとに目標を書き出しながら読む。
章末で言えること
有限グラフが平面的であるための必要十分条件は、$K_5$ または $K_{3,3}$ の細分を部分グラフとして含まないことである。
前の章から持ち込むもの
木、閉路と切断、連結性。