الرسوم البيانية والشبكاتتلوين الخريطة
لقد استخدمنا بالفعل نظرية الرسم البياني مع خرائط معينة. أثناء التصغير ، تختفي الطرق والجسور الفردية وبدلاً من ذلك نرى مخططًا لبلدان بأكملها. عند تلوين خريطة - أو أي رسم آخر يتكون من مناطق مميزة - لا يمكن أن يكون للدول المجاورة نفس اللون. قد نرغب أيضًا في استخدام أقل عدد ممكن من الألوان المختلفة. تحتاج بعض "الخرائط" البسيطة ، مثل لوحة الشطرنج ، إلى لونين فقط (أسود وأبيض) ، ولكن معظم الخرائط المعقدة تحتاج إلى المزيد.
عند تلوين خريطة الولايات الأمريكية ، من الواضح أن 50 لونًا كافية ، ولكن أقل بكثير ضرورية. حاول تلوين الخرائط أدناه بأقل عدد ممكن من الألوان:
الولايات المتحدة الأمريكية
امريكا الجنوبية
ألمانيا
إنكلترا
يمكن تلوين كل هذه الخرائط بأربعة ألوان مختلفة فقط ، ولكن ليس من الصعب تخيل تلك الخرائط الأخرى المعقدة جدًا قد تحتاج إلى المزيد من الألوان. في الواقع ، تحتاج بعض الخرائط إلى على الأقل من أربعة ألوان ، كلما كانت تحتوي على أربعة بلدان متصلة ببعضها البعض.
كما كان من قبل ، يمكننا تحويل خريطة مع البلدان والحدود إلى رسم بياني مستوي: يصبح كل بلد
الآن نريد تلوين رؤوس الرسم البياني ، ويجب أن يكون لقمتين لون مختلف إذا كانا متصلين بحافة.
في عام 1852 ، كان على طالب علم النبات
تم إحراز تقدم بسيط في مشكلة الألوان الأربعة حتى عام 1976 ، عندما استخدم
إن نظرية الألوان الأربعة هي أول نظرية رياضية معروفة يتم إثباتها باستخدام الكمبيوتر ، وهو أمر أصبح أكثر شيوعًا وأقل إثارة للجدل منذ ذلك الحين. أجهزة كمبيوتر أسرع وخوارزمية أكثر كفاءة تعني أنه يمكنك اليوم إثبات نظرية الألوان الأربعة على جهاز كمبيوتر محمول في غضون ساعات قليلة فقط.
تعمل نظرية الألوان الأربعة فقط للخرائط على سطح مستو أو كرة ، وحيث تتكون جميع البلدان من منطقة واحدة.
ذلك ، نظر علماء الرياضيات أيضًا في خرائط إمبراطوريات ومع ، حيث يمكن أن تتكون البلدان من مكونات متعددة غير متصلة ، وفي خرائط على كواكب مختلفة الشكل ، مثل الحيد (شكل دائري). في هذه الحالات ، قد تحتاج إلى أكثر من أربعة ألوان وتصبح البراهين أكثر صعوبة.