- 设G为一个n(n≥5)阶图,且G的任意n−2阶子图的边数为一定值3k(k∈N+)。求n的所有可能取值。
解:设G的边数为m(m∈N+)。
G的所有n−2阶子图共有Cnn−2=Cn2个,这些子图的边数之和即为Cn2×3k,设这个值为 y=Cn2×3k。
另一方面,考虑每一条边e,e所在的n−2阶子图共有Cn−2n−4=Cn−22个,因此e被计算入答案的次数为Cn−22次。因此,y=m×Cn−22。
于是得到Cn2×3k=m×Cn−22,整理得m=(n−2)(n−3)n(n−1)3k∈N+。
若(n−2)(n−3)有质因子p(p≥5),则知p∣n−2或p∣n−3,从而p∤n(n−1)3k,得m∈N+,矛盾。
若4∣(n−2)(n−3),则知4∣n−2或4∣n−3,从而4∤n(n−1)3k,得m∈N+,矛盾。
而n−2和n−3中必有一个为偶数,于是得(n−2)(n−3)=2×3t(t∈N)。
由于gcd(n−2,n−3)=1,得n−2=2,n−3=3t或n−3=2,n−2=3t。
结合条件知n=5为唯一满足条件的n值。
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