Articulo de referencia

fusión de gráficos

En teoría de grafos , una amalgama de grafos es una relación entre dos grafos (un grafo es una amalgama de otro). Relaciones similares incluyen subgrafos y menores . Las amalgam...

En teoría de grafos , una amalgama de grafos es una relación entre dos grafos (un grafo es una amalgama de otro). Relaciones similares incluyen subgrafos y menores . Las amalgamas pueden proporcionar una forma de reducir un grafo a uno más simple manteniendo cierta estructura intacta. La amalgama puede entonces usarse para estudiar propiedades del grafo original en un contexto más fácil de entender. Las aplicaciones incluyen incrustaciones, [ 1 ] el cálculo de la distribución de género, [ 2 ] y descomposiciones hamiltonianas .

Definición

DejarGRAMO{\displaystyle G}yH{\displaystyle H}sean dos grafos con el mismo número de aristas dondeGRAMO{\displaystyle G}tiene más vértices queH{\displaystyle H}Entonces decimos queH{\displaystyle H}es una amalgama deGRAMO{\displaystyle G}si existe una biyecciónϕ:mi(GRAMO)mi(H){\displaystyle \phi:E(G)\a E(H)}y una sobreyecciónψ:V(GRAMO)V(H){\displaystyle \psi:V(G)\a V(H)}y lo siguiente se mantiene:

  • Siincógnita{\displaystyle x},y{\displaystyle y}son dos vértices enGRAMO{\displaystyle G}dóndeψ(incógnita)ψ(y){\displaystyle \psi (x)\neq \psi (y)}y ambosincógnita{\displaystyle x}yy{\displaystyle y}son adyacentes por bordemi{\displaystyle e}enGRAMO{\displaystyle G}, entoncesψ(incógnita){\displaystyle \psi (x)}yψ(y){\displaystyle \psi (y)}son adyacentes por bordeϕ(mi){\displaystyle \phi (e)}enH{\displaystyle H}.
  • Simi{\displaystyle e}es un bucle en un vérticeincógnitaV(GRAMO){\displaystyle x\in V(G)}, entoncesϕ(mi){\displaystyle \phi (e)}es un bucle enψ(incógnita)H{\displaystyle \psi (x)\in H}.
  • Simi{\displaystyle e}se uneincógnita,yV(GRAMO){\displaystyle x,y\in V(G)}, dóndeincógnitay{\displaystyle x\neq y}, peroψ(incógnita)=ψ(y){\displaystyle \psi (x)=\psi (y)}, entoncesϕ(mi){\displaystyle \phi (e)}es un bucle enψ(incógnita){\displaystyle \psi (x)}. [ 3 ]

Tenga en cuenta que mientrasGRAMO{\displaystyle G}puede ser un grafo o un pseudografo , por lo general será el caso queH{\displaystyle H}es un pseudografo.

Propiedades

Las coloraciones de aristas son invariantes a la fusión. Esto es obvio, ya que todas las aristas entre los dos grafos están en biyección entre sí. Sin embargo, lo que puede no ser obvio es que siGRAMO{\displaystyle G}es un gráfico completo de la formaK2norte+1{\displaystyle K_{2n+1}}y coloreamos los bordes para especificar una descomposición hamiltoniana (una descomposición en caminos hamiltonianos ), entonces esos bordes también forman una descomposición hamiltoniana enH{\displaystyle H}.

Ejemplo

Figura 1: Una amalgama del grafo completo en cinco vértices.

La figura 1 ilustra una amalgama deK5{\displaystyle K_{5}}. La invariancia del coloreado de bordes y la descomposición hamiltoniana se puede ver claramente. La funciónϕ{\displaystyle \phi }es una biyección y se representa con letras en la figura. La funciónψ{\displaystyle \psi }se muestra en la tabla a continuación.

Descomposiciones hamiltonianas

Una de las formas en que se pueden usar las amalgamas es para encontrar descomposiciones hamiltonianas de grafos completos con 2 n  +  1 vértices. [ 4 ] La idea es tomar un grafo y producir una amalgama del mismo que esté coloreada en los bordes.norte{\displaystyle n}colores y satisface ciertas propiedades (llamada descomposición hamiltoniana de contorno). Luego podemos 'invertir' la amalgama y nos quedamos conK2norte+1{\displaystyle K_{2n+1}}coloreado en una descomposición hamiltoniana.

En [ 3 ] Hilton describe un método para lograr esto, así como un método para encontrar todas las descomposiciones hamiltonianas sin repetición. Los métodos se basan en un teorema que él mismo proporciona, el cual establece (aproximadamente) que si tenemos una descomposición hamiltoniana básica, podríamos haber llegado a ella comenzando primero con una descomposición hamiltoniana del grafo completo y luego encontrando una amalgama para ella.

Notas

  1. Gross, Tucker 1987
  2. Bruto 2011
  3. 1 2 Hilton 1984
  4. ^ Bahmaní, Amin; Rodger, Chris 2012

Referencias