Graphe papillon

Le graphe papillon est, en théorie des graphes, un graphe possédant 5 sommets et 6 arêtes.

Graphe papillon
Représentation du graphe papillon.
Nombre de sommets	5
Nombre d'arêtes	6
Distribution des degrés	2 (4 sommets) 4 (1 sommet)
Rayon	1
Diamètre	2
Maille	3
Automorphismes	8
Nombre chromatique	3
Indice chromatique	4
Propriétés	Eulérien Parfait Planaire Distance-unité

Le nom de graphe papillon est employé au sein de la classification de l'ISGCI (Information System on Graph Classes and their Inclusions).

Propriétés

Propriétés générales

Le diamètre du graphe papillon, l'excentricité maximale de ses sommets, est 2, son rayon, l'excentricité minimale de ses sommets, est 1 et sa maille, la longueur de son plus court cycle, est 3. Il s'agit d'un graphe 1-sommet-connexe et d'un graphe 2-arête-connexe, c'est-à-dire qu'il est connexe et que pour le rendre déconnecté il faut le priver au minimum de 1 sommet ou de 2 arêtes.

Il est possible de tracer le graphe papillon sur un plan sans qu'aucune de ses arêtes se croisent. Le graphe papillon est donc planaire. C'est également un graphe distance-unité : il peut s'obtenir à partir d'une collection de points du plan euclidien en reliant par une arête toutes les paires de points étant à une distance de 1.

Coloration

Le nombre chromatique du graphe papillon est 3. C'est-à-dire qu'il est possible de le colorer avec 3 couleurs de telle façon que deux sommets reliés par une arête soient toujours de couleurs différentes. Ce nombre est minimal.

L'indice chromatique du graphe papillon est 4. Il existe donc une 4-coloration des arêtes du graphe telle que deux arêtes incidentes à un même sommet soient toujours de couleurs différentes. Ce nombre est minimal.

Il est possible de compter les colorations distinctes d'un graphe. Cela donne une fonction dépendant du nombre de couleurs autorisé. Cette fonction est polynomiale et est qualifiée de polynôme chromatique du graphe. Ce polynôme a pour racines tous les entiers positifs ou nuls strictement inférieurs à 3 et est de degré 5. Il est égal à : $(x-2)^{2}(x-1)^{2}x$.

Propriétés algébriques

Le groupe d'automorphismes du graphe papillon est un groupe d'ordre 8 isomorphe au groupe diédral D₄, le groupe des isométries du plan conservant un carré. Ce groupe est constitué de 4 éléments correspondant aux rotations et de 4 autres correspondant aux réflexions.

Le polynôme caractéristique de la matrice d'adjacence du graphe papillon est : $-(x-1)(x+1)^{2}(x^{2}-x-4)$.

Voir aussi

Liens internes

• Théorie des graphes

Liens externes

• (en) Eric W. Weisstein, Butterfly Graph (MathWorld)