Критерии реализуемости ежей на плоскости и торе

Обозначения

Ежом будем называть граф, состоящий из чётного количества отрезков с общим началом и пронумерованными концами таким образом, что каждый номер встречается ровно два раза. Отрезки в дальнейшем будем называть также лучами или концами.

Реализуемыми будем называть ежи, такие, что, если соединить концы с одинаковыми номерами, получится граф без самопересечений.

Например, следующий граф является ежом.

Принцип нахождения критерия реализуемости ежа

Мы будем выражать критерии с помощью запрещённых ежей: если в еже содержится

запрещённый подъеж, то ёж нереализуем.

Идея решения

Найден запрещённый ёж для плоскости. Затем, воспользовавшись фактом, что, если граф реализуем на плоскости, то он реализуем и на торе, мы разрезали тор по соответственно соединённым рёбрам ежа, в результате чего получили плоскую картинку, реализуемость которой надо выяснить. С помощью перебора вариантов было найдено решение – 4 запрещённых ежа.

Направление дальнейших исследований

Воспользовавшись результатами данной работы, можно продолжить исследования вывести результаты для всех поверхностей в общем случае.

Литература

B. Mohar, Obstruction to embeddings of graphs into surfaces, J. of Combinatorial Theory, 1976. J. L. Gross and T. W. Tucker, Topological graph theory, Wiley-Interscience, New York, 1987.