یک گراف ساده را سلطانی گوییم، اگر اختلاف درجهی هیچ دو رأس آن برابر یک نباشد. برای مثال گراف زیر سلطانی نیست، زیرا هم رأس با درجهی یک و هم رأس با درجهی دو دارد: توجه کنید در یک گراف سلطانی، وجود دو رأس با درجهی برابر مشکلی ندارد. برای مثال، گراف زیر سلطانی است:
یک گراف سادهی ۱۱ رأسی سلطانی داریم که کامل نیست. این گراف حداکثر چند یال دارد؟
پاسخ
گزینه (۳) درست است.
اگر گراف تنها یک یا دو یال از $\binom{11}{2}$ یال موجود را نداشته باشد، هم رأس با درجهی ۱۰ و هم رأس با درجهی ۹ خواهد داشت. پس حداکثر $\binom{11}{2} - 3 = 52$ یال داریم. حال یک گراف کامل ۱۱ رأسی در نظر بگیرید که یک مثلث از یالهای آن پاک شوند. این گراف ۳ رأس با درجهی ۸ و ۸ رأس را درجهی ۱۰ دارد که معتبر است.
یک گراف سادهی ۱۱ رأسی سلطانی داریم. در این گراف هیچ سه رأسی وجود ندارد که دو به دو به هم وصل باشند. این گراف حداکثر چند یال دارد؟
پاسخ
گزینه (۳) درست است.
ابتدا ثابت میکنیم تعداد یالها نمیتواند از ۲۸ بیشتر باشد. طبق قضیهی منتل یک گراف $n$ رأسی فاقد مثلث، نمیتواند بیش از $\lfloor \frac{n^2}{4} \rfloor$ یال داشته باشد (اثبات این قضیه را میتوانید در کتابهای گراف بیابید). دو حالت داریم: