將條件擴充到三維凸區域,會有八色定理嗎

時間 2021-06-06 08:58:20

1樓:畦哇矽

注:以前題目沒有「凸區域」的條件,所以沒有按照這個來回答。

事實上,三維空間中存在一列可數個區域 ,使得其中任意乙個都是多面體且表面同胚於球面,而且任意兩個都互相接觸。這否定了任何「 色定理」。

同胚於球面」指的是沒有貫穿的洞。如果乙個區域是一塊橡膠,這個區域沒有洞的話就可以把它捏成乙個球。例如甜甜圈就不可能捏成乙個球。

甜甜圈有乙個洞,球面沒有這樣的洞。兩個東西能互相捏成(即所謂「同胚」)當且僅當這種洞一樣多。

下面寫出乙個合理的構造。

首先,定義區域 是「立方體殼」,就是把中心為原點,邊長為 的立方體的中間挖掉乙個邊長為 的立方體:

。然後,定義區域 是「立方體碗」,就是把 切掉一半。

。這個是我用mathematica畫的 :

接下來,定義區域

最後, 。

這個是 。可以看出它是多面體而且沒有洞:

把這些 拼起來就可以看到它們確實兩兩接觸。這是前六個 的合影:

所以,三維空間沒有八色定理,多少色都沒有!最後:這是貓。

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