\section{Chromatische Zahl} \begin{tasks} \item Angenommen der Graph $G$ ist vollständig. So hat jeder Knoten den maximalen Knotengrad $\Delta(G)$. Für alle Knoten $v$ gilt, dass jeder adjazente Knoten und $v$ eine eigene Farbe haben muss. Das sind also $\Delta(G) + 1$ viele. Jeder Graph (mit weniger Kanten) hat also eine chromatische Zahl $\chi(G) \leq \Delta(G) + 1$. \points{2} \item Für alle Anzahlen an Knoten $n \in \NN$ und Maximalgrad $\Delta < n$ existiert ein Graph $G_{n,\Delta}$ mit $\chi(G_{n,\Delta}) = \Delta + 1$. Dieser Graph hat eine Clique der Größe $\Delta$. \points{2} \item \begin{align*} & \text{Variablen:} & x_1, \dots, x_{n} \in \set{1, \dots, \Delta + 1} \\ &&\text{Jeder Knoten hat eine Farbe} \\ & \text{Zielfunktion:} & \argmin \sum_{i=1}^{n} x_i \\ &&\text{Es werden so wenig Farben wie möglich benutzt} \\ & \text{Nebenbedingung:} & \forall ab \colon x_a \neq x_b \\ &&\text{Die Knoten einer Kante haben nicht die selbe Farbe} \end{align*} \points{2} \item Wir führen eine binäre Hilfvariable ein: \[ y = \begin{cases} 1 & \text{falls } x_1 \leq x_2 - 1 \text{ oder } x_1 - 1 \geq x_2 \\ 0 & \text{sonst} \end{cases} \] Die Konstante $M$ stellt sicher, dass wir nicht in die Situation $\infty - 1$ kommen, was nicht definiert ist. Nun können wir $x_1 \neq x_2$ durch $y = 1$ ersetzen. \points{3} \end{tasks}