Если в графе , то граф – раскрашиваем.
Доказательство по индукции по числу вершин.
Если , то и ее можно выкрасить одним цветом.
Пусть и граф – раскрашиваем.
Рассмотрим граф с вершинами, . Удалим одну вершину со всеми инцидентными ребрами. Получим граф и . Тогда по индуктивному предположению граф – раскрашиваем. Добавим удаленную вершину со всеми инцидентными ребрами. Она будет иметь максимум смежных вершин, выкрасим ее в – цвет, получим правильную раскраску графа .
Для раскраски планарного графа достаточно 5 цветов, правда, более 100 лет существует гипотеза «четырех красок», до сих пор не опровергнутая и не доказанная. Компьютерное моделирование планарных графов с числом вершин меньше 52 показало справедливость этой гипотезы для графов с .
Мы докажем теорему о достаточности 5 цветов для планарных графов, но прежде докажем лемму.