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未解决问题,组合数学与离散数学,1943年提出

哈德维格猜想(图子式)

未解决

每个不含 KtK_t 子式的无环图 GG 都是 (t−1)(t - 1) 可染色的;等价地说,每个染色数满足 χ(G)≥t\chi(G) \ge t 的图 GG 都包含完全图 KtK_t 作为图子式。

研究前沿 截至2026年

截至2026年,哈德维格猜想在 t≤6t \le 6 时已获证明,而对所有 t≥7t \ge 7 仍未解决。即便是线性哈德维格猜想——即对所有无 KtK_t 子式图 GG 有 χ(G)≤Ct\chi(G) \le C t——也依然悬而未决。继科斯托奇卡(1982)与托马森(1984)利用退化度证明 χ(G)=O(tlog⁡t)\chi(G) = O(t \sqrt{\log t}) 之后,诺林、波斯特尔与宋梓霞(2019/2023)突破了退化度屏障,随后德尔库尔与波斯特尔(2021)确立了目前最优的一般上界 χ(G)=O(tlog⁡log⁡t)\chi(G) = O(t \log \log t)。

已知最佳结果

  • 哈德维格猜想对所有 t≤6t \le 6 精确成立(罗伯逊、西摩与托马斯,1993)。
  • 每个不含 KtK_t 子式的图 GG 的染色数满足 χ(G)=O(tlog⁡log⁡t)\chi(G) = O(t \log \log t)(德尔库尔与波斯特尔,2021,改进自诺林–波斯特尔–宋梓霞的结果)。

使用的方法及其局限

方法取得的结果局限所在
图子式结构理论与尖点图化归将不含 K6K_6 子式的极小 66 色图刻画为平面图上的尖点图,从而将 t=6t = 6 化归为四色定理。当 t≥7t \ge 7 时,不含 KtK_t 子式的图可由高亏格曲面与涡旋结构构造,不再受平面图染色定理的控制。
稠密子图连接与染色可分性分解在高染色数图中提取顶点不相交的高连通稠密子图并将其连接成 KtK_t 子式,从而导出 χ(G)=O(tlog⁡log⁡t)\chi(G) = O(t \log \log t)。递归密度递增步骤在平衡小规模图界与构建 KtK_t 所需的分块数量时,仍会损失一个 log⁡log⁡t\log \log t 因子。

尚未解决的问题

  • 是否每个不含 K7K_7 子式的图都是 66 可染色的(t=7t = 7)?
  • 是否存在绝对常数 C>0C > 0 使得每个不含 KtK_t 子式的图 GG 均满足 χ(G)≤Ct\chi(G) \le C t(线性哈德维格猜想)?

参考文献

  1. Neil Robertson, Paul Seymour, Robin Thomas (1993). Hadwiger's conjecture for K6-free graphs · DOI:10.1007/BF01202354
  2. Sergey Norin, Luke Postle, Zi-Xia Song (2023). Breaking the degeneracy barrier for coloring graphs with no Kt minor · DOI:10.1016/j.aim.2023.108959 · arXiv:1910.09378