Закл до 2015

Построим граф, вершины которого соответствуют телефонам, а рёбра – проводам. Рассмотрим наименьший такой набор вершин данного графа, что среди соединяющих эти вершины рёбер присутствуют рёбра всех четырёх цветов. Удалим из этого набора произвольную вершину. Поскольку набор был наименьший, среди рёбер, соединяющих оставшиеся вершины, присутствуют уже не все цвета.

Если среди этих рёбер присутствуют рёбра ровно трёх цветов, то искомый набор найден.

В противном случае среди рёбер, выходящих из удалённой вершины в другие вершины нашего набора, присутствуют как минимум два цвета, которые исчезнут после удаления этой вершины.

Рассмотрим два ребра этих цветов, выходящие из удалённой вершины в другие вершины набора. Тогда ребро, соединяющее их концы, должно иметь цвет, отличный от цветов этих двух рёбер. Таким образом, в графе нашёлся треугольник, все рёбра которого имеют попарно различные цвета.

Это означает, что требуемый набор вершин можно выбрать всегда.