Jump to content

Раскраска заболеваемости

В теории графов раскраска обычно подразумевает присвоение вершинам , ребрам или граням графа . меток — Раскраска инцидентности это специальная разметка графа , при которой каждому инцидентности ребра с вершиной присваивается цвет при определенных ограничениях.

Определения

[ редактировать ]

Ниже G обозначает простой граф с непустым множеством вершин (непустым) V ( G ), множеством ребер E ( G ) и максимальной степенью Δ( G ).

Определение. Инциденция где определяется как пара ( v , e ), является конечной точкой Проще говоря, говорят, что вершина v инцидентна ребру e . Два инцидентности ( v , e ) и ( u , f ) называются смежными или соседними , если выполняется одно из следующих условий:

  • v знак равно ты , е ж
  • знак е равно ж , v ты
  • е знак равно { v , ты }, ж знак равно { ты , ш } и v ш .
Примеры смежных/соседних инцидентов. Знак * над ребром e, ближайшим к вершине v, обозначает инцидентность (v,e).

Определение. Пусть I ( G множество всех инцидентностей G. ) — Раскраска инцидентности G — это функция который принимает разные значения в соседних инцидентностях (мы используем упрощенное обозначение c ( v , u ) используется вместо c (( v , e )).) Минимальное количество цветов, необходимое для раскраски инцидентности графа G, известно как хроматическое число падения или число окраски падения G , представленное как Это обозначение было введено Дженнифер Дж. Куинн Мэсси и Ричардом А. Бруальди в 1993 году.

Раскраска инцидентности графа Петерсена

Концепция раскраски инцидентности была введена Бруальди и Мэсси в 1993 году, которые ограничили ее с помощью Δ( G ). Первоначально было выяснено хроматическое число инцидентности деревьев, полных двудольных графов и полных графов. Они также предположили, что все графы могут иметь раскраску инцидентности с использованием Δ( G ) + 2 цветов (гипотеза раскраски инцидентности — ICC). Эта гипотеза была опровергнута Гуйдули, который показал, что концепция раскраски падения представляет собой случай направленной звездной древесности, [1] представлены Алоном и Алгором. Его встречный пример показал, что хроматическое число падения не превышает Δ( G ) + O(log Δ( G )). [2]

Чен и др. нашел хроматическое число инцидентностей путей , вееров, циклов , колес, полного трехдольного графа и добавления реберных колес. Несколько лет спустя Шиу и др. показал, что эта гипотеза верна для некоторых кубических графов, таких как кубические гамильтоновы графы. Он показал, что в случае внешнепланарного графа максимальной степени 4 хроматическое число инцидентности не равно 5. В настоящее время установлены границы хроматического числа инцидентности различных классов графов.

Основные результаты

[ редактировать ]
Предложение.

Доказательство. Пусть v — вершина максимальной степени Δ в G . Позволять — ребра, инцидентные вершине v . Учитывать Мы видим, что каждая пара инцидентов ∆ + 1, т. е. является добрососедским. Поэтому эти случаи необходимо раскрасить разными цветами.

Оценка достигается деревьями и полными графами:

  • Если G — полный граф хотя бы с двумя вершинами, то
  • Если G — дерево хотя бы с двумя вершинами, то

Основные результаты были доказаны Бруальди и Мэсси (1993). Шиу, Сунь и Ву предложили некоторые необходимые условия для графа, удовлетворяющего

  • Хроматическое число инцидентности полного двудольного графа при m n ≥ 2 равно m + 2.
  • и

Раскраска инцидентности некоторых классов графов

[ редактировать ]

Введено несколько алгоритмов для обеспечения раскраски сеток. [3] такие как квадратные сетки , сотовые сетки и шестиугольные сетки. Эти алгоритмы являются оптимальными. Для каждой сетки цвета падения могут быть созданы за линейное время с наименьшим количеством цветов. Установлено, что ∆( G для раскраски падений квадратных, сотовых и шестиугольных сеток требуется ) + 1 цветов.

  • Хроматическое число падения квадратной сетки равно 5.
  • Хроматическое число падения шестиугольной сетки равно 7.
  • Хроматическое число падения сотовой сетки равно 4.

Графики Халина

[ редактировать ]

Чен, Ван и Панг доказали, что если G граф Халина с ∆( G ) > 4, то Для графов Халина с ∆( G ) = 3 или 4 Цзин-Чжэ Цюй показал будет 5 или 6 соответственно. Является ли число раскраски инцидентности графов Халина низкой степени Δ( G ) + 1, до сих пор остается нерешенной проблемой.

Шиу и Сунь доказали каждый кубический граф Халина, кроме имеет раскраску инцидентности с Δ( G ) + 2 цвета. Су, Мэн и Го распространили этот результат на все псевдо-халинские графы.

Если граф Халина G содержит дерево T , то [4]

k-вырожденные графы

[ редактировать ]

Д. Л. Чен, PCB Лам и В. К. Шиу выдвинули гипотезу, что хроматическое число инцидентности кубического графа G не превосходит ∆( G ) + 2. Они доказали это для некоторых кубических графов, таких как гамильтоновы кубические графы. На основе этих результатов М. Х. Долама, Э. Сопена и X. Чжу (2004) изучили классы графов, для которых ограничен ∆( G ) + c , где c — некоторая фиксированная константа. [5] Граф называется k -порожденным, если для каждого подграфа H группы G минимальная степень H не превосходит k .

  • Хроматическое число инцидентности k -вырожденных графов G не превосходит ∆( G ) + 2 k − 1.
  • Хроматическое число инцидентности K 4 минорных свободных графов G не превосходит ∆( G ) + 2 и образует жесткую границу.
  • Хроматическое число инцидентности планарного графа G не превосходит ∆( G ) + 7.

Внепланарные графы

[ редактировать ]

Рассмотрим внешнепланарный граф G с разрезанной вершиной v такой, G v является объединением что и . Позволять (соответственно ) — индуцированный подграф вершины v и вершин (соответственно ). Затем это максимум из и где степень вершины v в G.

Хроматическое число инцидентности внешнепланарного графа G не превышает ∆( G ) + 2. В случае внешнепланарных графов с ∆( G ) > 3 хроматическое число инцидентности равно ∆( G ) + 1.

Поскольку внешнепланарные графы являются K 4 -минорными графами, они допускают (Δ + 2, 2)-раскраску инцидентности. [5] [6] Решение для хроматического числа инцидентности внешнепланарного графа G, имеющего Δ( G ) = 3 и 2-связного внешнепланарного графа, остается открытым вопросом.

Хордальные кольца

[ редактировать ]

Хордальные кольца представляют собой разновидности кольцевых сетей. Использование хордальных колец в коммуникации очень широко распространено из-за их преимуществ перед сетями взаимосвязей с кольцевой топологией и другими анализируемыми структурами, такими как сетки, гиперкубы, графы Кэли и т. д. Арден и Ли. [7] первым предложил хордальное кольцо степени 3, то есть сеть с кольцевой структурой, в которой каждый узел имеет дополнительную связь, известную как хорда, с каким-либо другим узлом в сети. Распределенные петлевые сети представляют собой хордальные кольца степени 4, которые строятся путем добавления двух дополнительных хорд в каждую вершину кольцевой сети.

Хордальное кольцо на N узлах и длине хорды d , обозначаемое CR ( N , d ), представляет собой граф, определяемый как:

Эти графы изучаются в связи с их применением в общении. Кунг-Фу Дин, Кунг-Джуй Пай и Ро-Ю Ву изучали раскраску хордальных колец. [8] Сформулировано несколько алгоритмов для определения хроматического числа инцидентности хордальных колец. Основные выводы:

Силы циклов

[ редактировать ]

Кеайтсуда Накпрасит и Киттикорн Накпрасит изучали раскраску падения степеней циклов. Если 2 k + 1 ≥ n, то поэтому предположим, что n > 2 k + 1, и напишем:

Их результаты можно резюмировать следующим образом: [9]

Связь с гипотезой о раскраске инцидентности определяется наблюдением, что

Связь между хроматическим числом инцидентности и числом доминирования графа

[ редактировать ]
Предложение. [10] Пусть G — простой связный граф порядка n , размера m и числа доминирования. Затем

Доказательство. Сформируйте орграф D ( G ) из графа G , разделив каждое ребро G на 2 дуги в противоположных направлениях. Мы видим, что общее количество дуг в D ( G ) равно 2 м . По словам Гуйдули, [2] раскраска инцидентности G эквивалентна правильной раскраске орграфа D ( G ), где 2 различные дуги и смежны, если выполнено одно из следующих условий: (i) u = x ; (ii) v = x или y = u . По определению смежности дуг независимый набор дуг в D ( G ) представляет собой звездный лес. Следовательно, максимальный независимый набор дуг представляет собой максимальный звездный лес . Это означает, что по крайней мере необходимы классы цвета. [10]

Это соотношение широко использовалось при описании -регулярных графов ( r + 1)-инцидентности раскрашиваемых r . Основной результат по раскраске инцидентности r -регулярных графов таков: если граф G является r-регулярным графом , то тогда и только тогда, когда V ( G ) — дизъюнктное объединение r +1 доминирующих множеств . [10]

Раскраска интервальной заболеваемости

[ редактировать ]

Определение. Конечное подмножество является интервалом тогда и только тогда, когда он содержит все числа между минимумом и максимумом.

Определение. Пусть c — раскраска инцидентности G и определим

Интервальная раскраска инцидентности графа G — это раскраска инцидентности c такая, что для каждой вершины v графа G множество является интервалом. [11] [12] Число окраски интервальной инцидентности G инцидентности — это минимальное количество цветов, используемых для окраски интервальной G . Это обозначается Ясно, что Если бы только цвета используются для раскраски интервала падения, тогда он называется минимальным.

Понятие интервальной окраски инцидентности было введено А. Малафиейской, Р. Янчевским и М. Малафейским. Они доказали для двудольных графов. [13] В случае регулярных двудольных графов равенство имеет место. Субкубические двудольные графы допускают интервальную раскраску с использованием четырех, пяти или шести цветов. Они также доказали, что 5-раскраска инцидентности может быть решена за линейное время для двудольных графов с ∆( G ) = 4.

Раскраска дробного падения

[ редактировать ]

Дробная версия инцидентной раскраски была впервые представлена ​​Янгом в 2007 году. r -кортежная k -раскраска инцидентности графа G — это присвоение r цветов каждой инцидентности графа G из набора k цветов, так что соседние инцидентности даны непересекающиеся множества цветов. [14] По определению очевидно, что 1-кратная инцидентность k -раскраски также является инцидентностью k -раскраски.

Хроматическое число дробного падения графа G — это нижняя грань дробей. таким образом, что G допускает r -кратную инцидентность k -раскраски. Раскраска дробного падения имеет большое применение в нескольких областях информатики. На основе результатов окраски падения по Гуйдули, [2] Ян доказал, что дробное хроматическое число инцидентности любого графа не превышает Δ( G ) + 20 log Δ( G ) + 84. Он также доказал существование графов с дробным хроматическим числом инцидентности не менее Δ( G ) + Ω. (логарифм Δ( G )).

Неравенство Нордхауса – Гаддума.

[ редактировать ]

Пусть G — граф с n вершинами такой, что где обозначает дополнение G . Затем [10] Эти границы точны для всех значений n .

Игра-раскраска заболеваемости

[ редактировать ]

Игра-раскраска инцидентов была впервые представлена ​​SD Andres. [15] Это инцидентная версия игры с раскраской вершин, в которой вместо вершин раскрашиваются инцидентности графа. Хроматическое число игры инцидентности — это новый параметр, определяемый как теоретико-игровой аналог хроматического числа инцидентности.

Игра заключается в том, что два игрока, Алиса и Боб, создают правильную раскраску инцидентности. Правила изложены ниже:

  • Алиса и Боб раскрашивают инцидентности графа G набором k цветов.
  • Они по очереди придают правильную окраску неокрашенному падению. В общем, начинается Алиса.
  • В случае инцидента, который невозможно правильно раскрасить, побеждает Боб.
  • Если все вхождения графа раскрашены правильно, Алиса выигрывает.

Хроматическое число игры инцидентности графа G , обозначаемое , — это наименьшее количество цветов, необходимое Алисе для победы в игре-раскраске по падению. Он объединяет идеи хроматического числа инцидентности графа и игрового хроматического числа в случае неориентированного графа. Андрес обнаружил, что верхняя граница для в случае k -вырожденных графов равно 2Δ + 4 k − 2. Эта оценка была улучшена до 2Δ + 3 k − 1 в случае графов, в которых Δ не менее 5 k . Также определяется падение игрового хроматического числа звезд, циклов и достаточно больших колес. [15] Джон Ю. Ким (2011) нашел точное хроматическое число больших путей в игре инцидентности и дал правильное доказательство результата, заявленного Андресом, относительно точного хроматического числа больших колес в игре инцидентности. [16]

  1. ^ Алгор И., Алон Н. (1989); « Звездная древовидность графов », Дискретная математика 75, стр. 11-22.
  2. ^ Jump up to: а б с Гуйдули Б. (1997); « О раскраске инцидентности и звездной древовидности графов », Дискретная математика 163, стр. 275-278.
  3. ^ Хуанг, CI; Ван, ЮЛ; Чунг, С.С. (2004), « Числа раскраски сеток », Компьютеры и математика с приложениями 48, стр. 1643–1649.
  4. ^ Ван, С.Д.; Ченг, Д.Л.; Панг, SC (2002), « Число раскраски инцидентности графов Халина и внешнепланарных графов », Discrete Mathematics 256, стр. 397–405.
  5. ^ Jump up to: а б Хоссейни Долама, М.; Сопена, Э.; Чжу, X. (2004), « Раскраска инцидентности k-сгенерированных графов », Discrete Mathematics 283, стр. 121–128.
  6. ^ Ван, С.; Сюй, Дж.; Ма, Ф.; Сюй, К. (2008), « Раскраска (Δ + 2, 2)-инцидентности внешнепланарных графов », Progress in Natural Science 18, стр. 575–578.
  7. ^ Арден Б.В., Ли Х. (1981); « Анализ хордальной кольцевой сети », Транзакции IEEE на компьютерах 30, стр. 291–295.
  8. ^ Дин К.Ф., Пай К.Дж., Ю Р. (1981); « Некоторые результаты по числу раскрасок инцидентности хордальных колец * », 32-й семинар по комбинаторной математике и теории вычислений, стр. 89-93.
  9. ^ Накпрасит, Кейтсуда и Накпрасит, Киттикорн (2012), « Раскраски инцидентности степеней циклов », Международный журнал чистой и прикладной математики 76 (1), стр. 143–148
  10. ^ Jump up to: а б с д Сан, ПК (2012), « Раскраска инцидентности регулярных графов и дополнительных графов », Тайваньский математический журнал 16, № 6, стр. 2289–2295.
  11. ^ Янчевский, Р.; Малафейская, А.; Малафейский, М., «Назначение интервальных длин волн в полностью оптических звездных сетях», Параллельная обработка и прикладная математика, 8-я Международная конференция, PPAM 2009, Втроцлав, Польша, 13–16 сентября 2009 г. Пересмотренные избранные статьи, часть I (Springer), стр. 11–20, doi:10.1007/978-3-642-14390-8_2, ISBN   978-3-642-14389-2
  12. ^ Янчевский, Р.; Малафейская, А.; Малафейский, М. (2015), « Раскраска интервального графа инцидентности », Дискретная прикладная математика 182, стр. 73–83.
  13. ^ Янчевский, Р.; Малафейская, А.; Малафиейский, М. (2014), « Интервальная раскраска двудольных графов », Дискретная прикладная математика 166, стр. 131–145.
  14. ^ Ян, Д. (2012), « Дробная раскраска инцидентности и звездная древовидность графов », Ars Combinatoria - Ватерлоо, затем Виннипег 105, стр. 213–224
  15. ^ Jump up to: а б Андрес, С.Д. (2009), « Хроматическое число игры инцидентности », Discrete Applied Mathematics 157, стр. 1980–1987.
  16. ^ Ким, JY (2011), « Хроматическое число путей и подграфов колес в игре инцидентности », Discrete Applied Mathematics 159, стр. 683–694
[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f10bf4617060b0e0ba50c90ad2b46b45__1722387300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f1/45/f10bf4617060b0e0ba50c90ad2b46b45.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Incidence coloring - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)