本文主要参考 《Introductory combinatorics》(Richard A. Brualdi,Prentice Hall (2009))。
Burnside定理(Theorem 14.2.3)
令\(G\)是\(X\)上的一个置换群,\(C\)是一个\(X\)的染色的集合,满足对所有\(f\)属于\(G\),\(c\)属于\(\mathcal C\),有\(f*c\)属于\(C\)。那么\(N(G,\mathcal C)\),\(\mathcal C\)中不等价的染色的数目为:
\[N(G,C)=\frac{1}{|G|}\sum_{f\in G}|\mathcal C(f)| \]即所有被\(G\)中的置换\(g\)固定的染色的数目的平均值。
Polya定理(Theorem 14.3.3)
令\(X\)是一个\(n\)个元素的集合,若我们有\(k\)种颜色,令\(C\)为所有\(k^n\)种染色的集合,令\(G\)是\(X\)上的一个置换群,那么
\[N(G,C)=P_G(k,k,\dots,k) \]其中
\[P_G(z_1,\dots,z_n)=\frac{1}{|G|}\sum_{f\in G}z_1^{e_1}z_2^{e_2}\cdots z_n^{e_n} \]其中\(e_i\)表示长度为\(i\)的循环的个数。