그래프 이론 에서 일반화 페테르센 그래프 (一般化Petersen graph, 영어 : generalized Petersen graph )는 같은 수의 꼭짓점을 갖는 정다각형과 별 모양에서 대응하는 꼭짓점들을 이어 얻는 그래프 이다. 특히, 오각형과 오각 별을 이어 얻는 그래프를 페테르센 그래프 (영어 : Petersen graph )라고 한다.[ 1]
3 이상의 정수 n ≥ 3 {\displaystyle n\geq 3} 과, n {\displaystyle n} 의 배수가 아닌 정수 k ∈ Z {\displaystyle k\in \mathbb {Z} } , n ∤ k {\displaystyle n\nmid k} 가 주어졌다고 하자. 또한, 만약 n {\displaystyle n} 이 짝수라면 n / 2 ∤ k {\displaystyle n/2\nmid k} 라고 하자.
일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 는 다음과 같은 그래프 이다.
V ( GPG ( n , k ) ) = { u i , v i : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {V} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i},v_{i}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} E ( GPG ( n , k ) ) = { u i u i + 1 , u i v i , v i v i + k : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {E} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i}u_{i+1},u_{i}v_{i},v_{i}v_{i+k}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} 여기서 첨자는 법 n {\displaystyle n} 으로 계산한다. 즉, u n + i = u i {\displaystyle u_{n+i}=u_{i}} 및 v n + i = u i {\displaystyle v_{n+i}=u_{i}} 로 간주한다. 일반화 페테르센 그래프의 변 가운데, u i v i {\displaystyle u_{i}v_{i}} 꼴의 변을 바큇살 (영어 : spoke )이라고 한다.
당연히
GPG ( n , k ) = GPG ( n , k + n ) = GPG ( n , − k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)=\operatorname {GPG} (n,k+n)=\operatorname {GPG} (n,-k)} 이므로, 보통
1 ≤ k < n / 2 {\displaystyle 1\leq k<n/2} 를 가정한다.
페테르센 그래프 GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 속의 완벽 부합 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 는 2 n {\displaystyle 2n} 개의 꼭짓점과 3 n {\displaystyle 3n} 개의 변을 가지는 삼차 그래프 이며, 완벽 부합 을 갖는다. 구체적으로, 위와 같은 표기에서, { u i v i } i ∈ Z / n {\displaystyle \{u_{i}v_{i}\}_{i\in \mathbb {Z} /n}} 은 완벽 부합 을 이룬다.
임의의 정수 n ≥ 3 {\displaystyle n\geq 3} 및 정수 1 ≤ k , k ′ < n / 2 {\displaystyle 1\leq k,k'<n/2} 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치 이다.[ 2] :Proposition 9 [ 3]
GPG ( n , k ) ≅ GPG ( n , k ′ ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)\cong \operatorname {GPG} (n,k')} k k ′ ≡ ± 1 ( mod n ) {\displaystyle kk'\equiv \pm 1{\pmod {n}}} 예를 들어, GPG ( 7 , 2 ) ≅ GPG ( 7 , 3 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (7,2)\cong \operatorname {GPG} (7,3)} 이다.
일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 의 안둘레 는 항상 min { 8 , k + 3 , n / gcd { n , k } } {\displaystyle \min\{8,k+3,n/\gcd\{n,k\}\}} 이하이다.[ 4] :Theorem 2.1
증명:
일반화 페테르센 그래프의 꼭짓점 및 변은
V ( GPG ( n , k ) ) = { u i , v i : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {V} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i},v_{i}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} E ( GPG ( n , k ) ) = { u i u i + 1 , u i v i , v i v i + k : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {E} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i}u_{i+1},u_{i}v_{i},v_{i}v_{i+k}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} 이다. 그 속에서
u 0 − v 0 − v k − u k − u k + 1 − v k + 1 − v 1 − u 1 − u 0 {\displaystyle u_{0}-v_{0}-v_{k}-u_{k}-u_{k+1}-v_{k+1}-v_{1}-u_{1}-u_{0}} 는 길이 8의 순환 이며,
u 0 − v 0 − v k − u k − u k − 1 − ⋯ − u 1 − u 0 {\displaystyle u_{0}-v_{0}-v_{k}-u_{k}-u_{k-1}-\dotsb -u_{1}-u_{0}} 는 길이 k + 3 {\displaystyle k+3} 의 순환 이며,
v 0 − v k − v 2 k − ⋯ − v 0 {\displaystyle v_{0}-v_{k}-v_{2k}-\dotsb -v_{0}} 는 길이 n / gcd { n , k } {\displaystyle n/\gcd\{n,k\}} 의 순환 이다.
또한, 다음이 성립한다.
girth ( GPG ( a k ± b , k ) ) ≤ a + b + 2 {\displaystyle \operatorname {girth} (\operatorname {GPG} (ak\pm b,k))\leq a+b+2} 증명:
일반화 페테르센 그래프의 꼭짓점 및 변은
V ( GPG ( n , k ) ) = { u i , v i : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {V} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i},v_{i}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} E ( GPG ( n , k ) ) = { u i u i + 1 , u i v i , v i v i + k : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {E} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i}u_{i+1},u_{i}v_{i},v_{i}v_{i+k}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} 이다. 그 속에서
u 0 − v 0 − v k − ⋯ − v a k ≡ ± b − u ± b − u ± ( b − 1 ) − ⋯ − u ± 1 − u 0 {\displaystyle u_{0}-v_{0}-v_{k}-\dotsb -v_{ak\equiv \pm b}-u_{\pm b}-u_{\pm (b-1)}-\dotsb -u_{\pm 1}-u_{0}} 은 길이 a + b + 2 {\displaystyle a+b+2} 의 순환이다 (복부호 동순 ).
위 상계 가운데 적어도 하나가 포화된다. 즉, 만약 1 ≤ k < n / 2 {\displaystyle 1\leq k<n/2} 이며,
k = min { 1 ≤ k ′ < n / 2 : GPG ( n , k ) ≅ GPG ( n , k ′ ) } {\displaystyle k=\min \left\{1\leq k'<n/2\colon \operatorname {GPG} (n,k)\cong \operatorname {GPG} (n,k')\right\}} 일 때, 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 의 안둘레 는 다음 표에서, 위에서부터 가장 먼저 해당하는 행에 의해 주어진다.[ 4] :Theorem 2.8
조건 안둘레 n = 3 k {\displaystyle n=3k} 3 n = 4 k {\displaystyle n=4k} 4 k = 1 {\displaystyle k=1} n = 5 k {\displaystyle n=5k} 5 n = 5 k / 2 {\displaystyle n=5k/2} k = 2 {\displaystyle k=2} n = 6 k {\displaystyle n=6k} 6 k = 3 {\displaystyle k=3} n = 2 k + 2 {\displaystyle n=2k+2} n = 7 k {\displaystyle n=7k} 7 n = 7 k / 2 {\displaystyle n=7k/2} n = 7 k / 3 {\displaystyle n=7k/3} k = 4 {\displaystyle k=4} n = 2 k + 3 {\displaystyle n=2k+3} n = 3 k ± 2 {\displaystyle n=3k\pm 2} 그 밖의 경우 8
증명:
일반화 페테르센 그래프의 꼭짓점 및 변은
V ( GPG ( n , k ) ) = { u i , v i : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {V} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i},v_{i}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} E ( GPG ( n , k ) ) = { u i u i + 1 , u i v i , v i v i + k : i ∈ Z / n } {\displaystyle \operatorname {E} (\operatorname {GPG} (n,k))=\{u_{i}u_{i+1},u_{i}v_{i},v_{i}v_{i+k}\colon i\in \mathbb {Z} /n\}} 이다. 일반화 페테르센 그래프 속의 모든 순환 은 당연히 짝수 개의 바큇살 u i v i {\displaystyle u_{i}v_{i}} 을 포함한다.
모든 일반화 페테르센 그래프는 4개의 바큇살을 갖는 길이 8의 순환
u 0 − v 0 − v k − u k − u k + 1 − v k + 1 − v 1 − u 1 − u 0 {\displaystyle u_{0}-v_{0}-v_{k}-u_{k}-u_{k+1}-v_{k+1}-v_{1}-u_{1}-u_{0}} 을 가지며, 바큇살 6개 이상의 순환의 길이는 항상 12 이상이다. 따라서, 2개의 바큇살 및 0개의 바큇살을 갖는 순환들만 고려하면 된다.
2개의 바큇살을 갖는 순환은 (편의상 첫 변을 u 0 − u 1 {\displaystyle u_{0}-u_{1}} 로 잡으면) 항상 다음과 같은 꼴이다.
u 0 − u 1 − ⋯ − u b − v b − v b ± k − v b ± 2 k − ⋯ − v b ± a k − u 0 {\displaystyle u_{0}-u_{1}-\dotsb -u_{b}-v_{b}-v_{b\pm k}-v_{b\pm 2k}-\dotsb -v_{b\pm ak}-u_{0}} 이것이 존재하기 위해서는 a k ± b ∣ n {\displaystyle ak\pm b\mid n} 이어야 하며, 이 경우 순환의 길이는 a + b + 2 {\displaystyle a+b+2} 이다.
k {\displaystyle k} 가 최솟값이어야 하므로, a k + b = n {\displaystyle ak+b=n} 및 a k + b = 0 {\displaystyle ak+b=0} 인 경우만 고려해도 된다. a k + b = 0 {\displaystyle ak+b=0} 인 경우: ( a , b ) = ( 1 , − k ) {\displaystyle (a,b)=(1,-k)} 인 경우가 최적이며, 이 경우 순환의 길이는 k + 3 {\displaystyle k+3} 이다. a k + b = n {\displaystyle ak+b=n} 인 경우: 만약 n = a k ± 1 {\displaystyle n=ak\pm 1} 인 경우, GPG ( n , k ) ≅ GPG ( n , a ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)\cong \operatorname {GPG} (n,a)} 이다. 따라서, 이 경우 k {\displaystyle k} 는 최솟값을 갖지 못한다. 만약 n = a k {\displaystyle n=ak} 일 경우, 이 경우 0개의 바큇살을 갖는 길이 a {\displaystyle a} 의 순환이 더 짧다. 만약 n = 2 k − b {\displaystyle n=2k-b} 일 경우, k ≥ n / 2 {\displaystyle k\geq n/2} 이다. 위 경우를 제외하면, 이러한 순환의 길이가 8 미만인 경우는 남는 것은 ( a , b ) = ( 2 , 2 ) , ( 2 , 3 ) , ( 3 , 2 ) , ( 3 , − 2 ) {\displaystyle (a,b)=(2,2),(2,3),(3,2),(3,-2)} 이다. 0개의 바큇살을 갖는 순환은 u i {\displaystyle u_{i}} 또는 v i {\displaystyle v_{i}} 로만 구성된다. u i {\displaystyle u_{i}} 만으로 구성되는 유일한 순환의 길이는 n {\displaystyle n} 이며, v i {\displaystyle v_{i}} 만으로 구성되는 순환의 길이는 n / gcd { n , k } {\displaystyle n/\gcd\{n,k\}} 이다.
후자의 길이가 7 이하가 되려면, 가능한 경우는 n / k ∈ { 3 / 1 , 4 / 1 , 5 / 1 , 5 / 2 , 6 / 1 , 7 / 1 , 7 / 2 , 7 / 3 } {\displaystyle n/k\in \{3/1,4/1,5/1,5/2,6/1,7/1,7/2,7/3\}} 이다. 나우루 그래프 GPG ( 12 , 5 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,5)} 는 대칭군 Sym ( 4 ) {\displaystyle \operatorname {Sym} (4)} 의 케일리 그래프 이다. 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치 이다.[ 5]
어떤 유한군 의 케일리 그래프 와 동형이다. k 2 ≡ 1 ( mod n ) {\displaystyle k^{2}\equiv 1{\pmod {n}}} 예를 들어, 나우루 그래프 GPG ( 12 , 5 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,5)} 의 경우 5 2 ≡ 1 ( mod 12 ) {\displaystyle 5^{2}\equiv 1{\pmod {12}}} 이며, 이는 대칭군 Sym ( 4 ) {\displaystyle \operatorname {Sym} (4)} 의 케일리 그래프 이다. 마찬가지로, 각기둥 그래프 GPG ( n , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,1)} 는 크기 2 n {\displaystyle 2n} 의 정이면체군 Dih ( n ) {\displaystyle \operatorname {Dih} (n)} 의 케일리 그래프 이다. 반면, 페테르센 그래프 GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 는 케일리 그래프 가 아니다.
일반화 페테르센 그래프는 삼차 그래프 이므로, 브룩스 정리(영어 : Brooks’ theorem )에 의하여 그 색칠수 는 2 또는 3이다. 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치 이다.
이분 그래프 이다. (즉, 색칠수 가 2이다.) n {\displaystyle n} 이 짝수이며, k {\displaystyle k} 는 홀수이다. 다시 말해, 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 의 색칠수 는 다음과 같다.
χ ( GPG ( n , k ) ) = { 2 2 ∣ n ∧ 2 ∤ k 3 2 ∤ n ∨ 2 ∣ k {\displaystyle \chi (\operatorname {GPG} (n,k))={\begin{cases}2&2\mid n\land 2\nmid k\\3&2\nmid n\lor 2\mid k\end{cases}}} 여기서 ∧ {\displaystyle \land } 는 논리곱 (AND), ∨ {\displaystyle \lor } 는 논리합 (OR)이다. 예를 들어, 페테르센 그래프 GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 의 색칠수 는 3이다.
페테르센 그래프
GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 의 3색
그래프 색칠 데자르그 그래프
GPG ( 10 , 3 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,3)} 의 2색
그래프 색칠 뒤러 그래프
GPG ( 6 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (6,2)} 의 3색
그래프 색칠 페테르센 그래프의 변 색칠수 는 4이다.[ 6] 페테르센 그래프는 변 색칠수 가 4 이상인 가장 작은 삼차 그래프 이다. 반면, 페테르센 그래프가 아닌 다른 모든 일반화 페테르센 그래프의 변 색칠수 는 3이다.[ 7]
일반화 페테르센 그래프 GPG ( 9 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (9,2)} 는 (색들의 순열 을 무시하면) 유일한 3색 변 색칠 을 갖는다.
페테르센 그래프
GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 의 4색
변 색칠 뒤러 그래프
GPG ( 6 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (6,2)} 의 3색
변 색칠 정십이면체 그래프
GPG ( 10 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,2)} 의 3색
변 색칠 데자르그 그래프
GPG ( 10 , 3 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,3)} 의 3색
변 색칠 나우루 그래프
GPG ( 12 , 5 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,5)} 의 3색
변 색칠 임의의 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} ( 3 ≤ n {\displaystyle 3\leq n} , 1 ≤ k < n / 2 {\displaystyle 1\leq k<n/2} )에 대하여, 다음 두 가지 가운데 정확히 하나가 성립한다.[ 8]
(가) 해밀턴 순환 을 갖는다. (나) n ≡ 5 ( mod 6 ) {\displaystyle n\equiv 5{\pmod {6}}} 이며, k ∈ { 2 , ( n − 1 ) / 2 } {\displaystyle k\in \{2,(n-1)/2\}} 이다. 또한, (나)의 경우, 임의의 꼭짓점을 제거하면 이는 해밀턴 순환 을 갖는다. (특히, 모든 일반화 페테르센 그래프는 항상 해밀턴 경로 를 갖는다.)
예를 들어, 페테르센 그래프 GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 는 해밀턴 경로 를 가지지만, (나)의 경우에 해당하므로 해밀턴 순환 을 가지지 못한다.
뒤러 그래프
GPG ( 6 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (6,2)} 속의
해밀턴 순환 . 맨 밖의 변들이
해밀턴 순환 을 이룬다.
일반화 페테르센 그래프
GPG ( 8 , 3 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (8,3)} 속의
해밀턴 순환 . 맨 밖의 변들이
해밀턴 순환 을 이룬다.
일반화 페테르센 그래프
GPG ( 9 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (9,2)} 속의
해밀턴 순환 . 해밀턴 순환에 속하는 변들은 굵게 칠해졌다.
정십이면체 그래프
GPG ( 10 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,2)} 속의
해밀턴 순환 . 해밀턴 순환에 속하는 변들은 붉은 색으로 굵게 칠해졌다.
나우루 그래프
GPG ( 12 , 5 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,5)} 속의
해밀턴 순환 . 맨 밖의 변들이
해밀턴 순환 을 이룬다.
각기둥 그래프인 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,1)} 은 평면 그래프 이다. 즉, 그래프 교차수 가 0이다.
페테르센 그래프 GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 의 그래프 교차수 는 2이다. 나우루 그래프 GPG ( 12 , 5 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,5)} 의 그래프 교차수 는 8이다. 특히, 이 두 그래프 둘 다 평면 그래프 가 아니다.
평면 그래프 가 아닌 모든 그래프는 완전 그래프 K 5 {\displaystyle K_{5}} 또는 완전 이분 그래프 K 3 , 3 {\displaystyle K_{3,3}} 를 그래프 마이너 로 가지는데, 페테르센 그래프 GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 는 이 둘 다를 그래프 마이너 로 갖는다.
오각기둥 그래프
GPG ( 5 , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,1)} 의 교차수는 0이다.
페테르센 그래프
GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 의 교차수는 2이다.
나우루 그래프
GPG ( 12 , 5 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,5)} 의 교차수는 8이다.
일부 일반화 페테르센 그래프는 다음과 같은 특별한 이름을 갖는다.
페테르센 그래프 는 일반화 페테르센 그래프 GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 이다. 이는 완전 그래프 K 5 {\displaystyle K_{5}} 의 선 그래프 의 여 그래프 와 동형이다. 뒤러 그래프 (영어 : Dürer graph )는 일반화 페테르센 그래프 GPG ( 6 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (6,2)} 이다. 일반화 페테르센 그래프 GPG ( 10 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,2)} 는 정십이면체 의 꼭짓점 및 변들로 구성된 그래프와 같다. 데자르그 그래프 (영어 : Desargues graph )는 일반화 페테르센 그래프 GPG ( 10 , 3 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,3)} 이다. 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,1)} 는 n {\displaystyle n} 각형 각기둥 의 꼭짓점 및 변들로 구성된 그래프와 같다. 일반화 페테르센 그래프
GPG ( 3 , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (3,1)} 일반화 페테르센 그래프 (정육면체 그래프)
GPG ( 4 , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (4,1)} 일반화 페테르센 그래프
GPG ( 5 , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,1)} 페테르센 그래프
GPG ( 5 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (5,2)} 일반화 페테르센 그래프
GPG ( 6 , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (6,1)} 뒤러 그래프
GPG ( 6 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (6,2)} 일반화 페테르센 그래프
GPG ( 7 , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (7,1)} 일반화 페테르센 그래프
GPG ( 8 , 1 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (8,1)} 정십이면체 그래프
GPG ( 10 , 2 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,2)} 데자르그 그래프
GPG ( 10 , 3 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,3)} 일반화 페테르센 그래프
GPG ( 12 , 4 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,4)} 나우루 그래프
GPG ( 12 , 5 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (12,5)} 알브레히트 뒤러 의 판화 《멜란콜리아 1》 데자르그의 정리에 등장하는 작도. 10개의 점 ( A , B , C , A ′ , B ′ , C ′ , P , Q , R , S ) {\displaystyle (A,B,C,A',B',C',P,Q,R,S)} 와 10개의 직선 ( a , b , c , a ′ , b ′ , c ′ , p , q , r , s ) {\displaystyle (a,b,c,a',b',c',p,q,r,s)} 에 각각 어떤 그래프의 꼭짓점을 대응시키고, 인접하는 점과 직선에 대응하는 두 꼭짓점 사이를 변으로 이으면, 데자르그 그래프 GPG ( 10 , 3 ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (10,3)} 를 얻는다. 나우루의 국기 독일의 판화가 알브레히트 뒤러 의 1514년 판화 《멜란콜리아 1》(독일어 : Melancholia Ⅰ )에는 다면체 가 등장하는데, 그 꼭짓점과 변으로 구성된 그래프 는 뒤러 그래프이다.
1898년에 덴마크의 수학자 율리우스 페테르센 이 이 그래프를 다룬 3쪽의 논문을 출판하였으며,[ 9] :227, Fig. 5 이로부터 명명되었다. 페테르센은 이 그래프를 다음과 같은 (잘못된) 추측에 대한 반례로 제시하였다.
연결 삼차 그래프 가운데, 임의의 변을 제거하더라도 연결 그래프 로 남는 것들의 경우, 모두 변 색칠수 가 3 이하이다. “데자르그 그래프”라는 이름은 프랑스의 수학자 지라르 데자르그 의 이름을 딴 것이다. 데자르그가 연구한 사영기하학 의 한 정리에서 등장하는 작도에서, 각 직선과 각 점에 그래프 꼭짓점을 대응시키며, 서로 인접하는 점과 직선(에 대응하는 두 꼭짓점) 사이를 변으로 이으면, 이는 데자르그 그래프가 된다.
해럴드 스콧 맥도널드 콕서터 는 1950년에 일반화 페테르센 그래프를 도입하였다.[ 10] :418, §2 콕서터는 일반화 페테르센 그래프 GPG ( n , k ) {\displaystyle \operatorname {GPG} (n,k)} 를 { n } + { n / k } {\displaystyle \{n\}+\{n/k\}} 로 표기하였으며, 이에 특별한 이름을 부여하지 않았다.
1969년에 마크 왓킨스(영어 : Mark E. Watkins )가 이 그래프 족을 “일반화 페테르센 그래프”(영어 : generalized Petersen graph )라고 명명하였다.[ 11]
“나우루 그래프”(영어 : Nauru graph )라는 이름은 데이비드 아서 엡스타인(영어 : David Arthur Eppstein )이 도입하였으며, 이 그래프의 구성에 등장하는 12각 별 모양이 나우루의 국기 에 등장하는 별과 흡사하기 때문에 붙여졌다.
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