Lexikon der Mathematik: Totalfärbung
Begriff aus der Graphentheorie.
Eine Totalfärbung eines GraphenG mit der Eckenmenge E(G) und der Kantenmenge K(G) ist eine Abbildung
Für jeden Graphen G ergibt sich unmittelbar aus der Definition der totalchromatischen Zahl die Ungleichungskette
Ist G speziell ein Graph der Ordnung n vom Maximalgrad Δ(G) = n − 1 mit der Eckenmenge E(G) = {x1, x2,…, xn}, so kann man die Totalfärbungs-Vermutung durch den folgenden kleinen Trick auf ein Kantenfärbungsproblem zurückführen und dann mit Hilfe des Satzes von Vizing bestätigen. Man füge zu G eine Ecke w und die Kanten k1 = wx1, k2 = wx2, …, kn = wxn hinzu. Für den so entstandenen Graphen H gilt
Nach dem Satz von Vizing besitzt H eine (Δ(H)+1)-, also eine (Δ(G) + 2)-Kantenfärbung. Entfernt man nun aus H die Ecke w und färbt die Ecke xi von G mit der Farbe der Kante ki für alle i = 1, 2,…, n, so hat man aus der Kantenfärbung von H eine (Δ(G) + 2)-Totalfärbung von G gewonnen.
Mit Hilfe dieser Beweistechnik haben H.P. Yap, J.-F. Wang und Z.-F. Zhang 1989 sowie H.P. Yap und K.H. Chew 1992 die Totalfärbungs-Vermutung für Graphen G mit Δ(G) ≥ |E(G)|−5 nachgewiesen. A.V. Kostochka zeigte 1996 das gleiche für Graphen von kleinem Maximalgrad, genauer für Graphen G mit Δ(G) ≤ 5. Im Jahre 1989 bestätigte H.P. Yap die Totalfärbungs-Vermutung auch für die vollständigen k-partiten Graphen. Welche vollständigen k-partiten Graphen G die Gleichung
Ist G ein Graph der Ordnung n üom Maximalgrad
Unter Ausnutzung probabilistischer Methoden gelangten 1998 M. Molloy und B. Reed mittels eines äußerst langen und komplizierten Beweises zu dem im Augenblick wohl tiefsten und besten Ergebnis im Zusammenhang mit der Totalfärbungs-Vermutung.
Es existiert eine absolute Konstante c, so daß für jeden Graphen G die Abschätzung
Allerdings bemerkten die Autoren in ihrer Arbeit, daß es wohl nicht möglich sein wird, mit dem dort befolgten Weg die absolute Konstante c auf 2 zu drücken.
[1] Yap, H.P.: Total Colourings of Graphs. Lecture Notes in Mathematics 1623, Springer-Verlag Heidelberg/Berlin, 1996.
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