コンウェイの99グラフ問題

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数学の未解決問題
パラメータ (99,14,1,2) を持つ強正則グラフは存在しますか?
9頂点からなるグラフで、全ての辺がただ一つの三角形の1辺となり、全ての隣接しない2頂点は、ただ一つの四角形の向かい合う頂点となっている。99問題は、同じ性質を持った99個の頂点からなるグラフの存在を問うものである。

コンウェイの99グラフ問題(コンウェイの99グラフもんだい、: Conway's 99-graph problem)はグラフ理論の未解決問題の一つであり、次の性質を持つ99個の頂点からなる無向グラフが存在するかどうかを問う。

任意の隣接する2頂点がちょうど1個の共通の隣接頂点を持ち、任意の隣接しない2頂点がちょうど2個の共通の隣接頂点を持つ。同じことだが、任意の辺がただ一つの三角形の1辺となり、任意の隣接しない2頂点がただ一つの4-閉路の向かい合う2頂点となる。

ジョン・ホートン・コンウェイはこの問題の解決に対して1000ドルの賞金を提示している[1]

もしそのようなグラフが存在すれば、必ず局所線形グラフ英語版(locally linear graph)で、パラメータ (99,14,1,2) の強正則グラフである。1、3、4番目のパラメータはこの問題の条件をコード化したもので、グラフの頂点数が99個であること、どの隣接する2頂点もちょうど1個の共通する隣接頂点を持つこと、どの隣接しない2頂点もちょうど2個の共通する隣接頂点を持つこと、を表している。2番目のパラメータはグラフが14-正則グラフであることを表している[2]

もしこのようなグラフが存在すれば、それには位数11の対称性(グラフの自己同型)は存在せず、したがって任意の頂点が任意の頂点へ写るような対称性は持たないことがわかっている[3]。対称性に関してはこれ以外にも制約が課されねばならないことが知られている[4]

歴史

関連するグラフ

脚注

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