Coloring the Cartesian sum of graphs

Podobne dokumenty
Kolorowanie wierzchołków Kolorowanie krawędzi Kolorowanie regionów i map. Wykład 8. Kolorowanie

1 Działania na zbiorach

Indukcja. Materiały pomocnicze do wykładu. wykładowca: dr Magdalena Kacprzak

V Konkurs Matematyczny Politechniki Białostockiej

E ' E G nazywamy krawędziowym zbiorem

... [a n,b n ] kn [M 1,M 2 ], gdzie a i M 1, b i M 2, dla i {1,..., n}. Wówczas: [a 1,b 1 ] k [a n,b n ] kn =(a 1 b 1 a 1

XI Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

Zad. 1 Zad. 2 Zad. 3 Zad. 4 Zad. 5 SUMA

WYŻSZA SZKOŁA INFORMATYKI STOSOWANEJ I ZARZĄDZANIA

Programowanie liniowe

Funkcje rzeczywiste jednej. Matematyka Studium doktoranckie KAE SGH Semestr letni 2008/2009 R. Łochowski

Indukcja matematyczna. Zasada minimum. Zastosowania.

3 Abstrakcyjne kompleksy symplicjalne.

Kody blokowe Wykład 5a;

SKOJARZENIA i ZBIORY WEWN. STABILNE WIERZCH. Skojarzeniem w grafie G nazywamy dowolny podzbiór krawędzi parami niezależnych.

domykanie relacji, relacja równoważności, rozkłady zbiorów

Kolorowanie wierzchołków

Działanie grupy na zbiorze

7. CIĄGI. WYKŁAD 5. Przykłady :

Kolorowanie wierzchołków grafu

Nierówności symetryczne

1. Wykład NWD, NWW i algorytm Euklidesa.

SPÓJNOŚĆ. ,...v k. }, E={v 1. v k. i v k. ,...,v k-1. }. Wierzchołki v 1. v 2. to końce ścieżki.

Funkcje - monotoniczność, różnowartościowość, funkcje parzyste, nieparzyste, okresowe. Funkcja liniowa.

Przykładowe zadania z matematyki na poziomie podstawowym wraz z rozwiązaniami

XIII Olimpiada Matematyczna Juniorów

Grupy, pierścienie i ciała

Wprowadzenie Podstawy Fundamentalne twierdzenie Kolorowanie. Grafy planarne. Przemysław Gordinowicz. Instytut Matematyki, Politechnika Łódzka

KURS MATURA ROZSZERZONA część 1

Obóz Naukowy Olimpiady Matematycznej Gimnazjalistów

Teoria liczb. Zajmuje się własnościami liczb, wszystkim całkowitych

Czy kwadrat da się podzielić na nieparzystą liczbę trójkątów o równych polach? Michał Kieza

Zaawansowane metody numeryczne

Krzywe Freya i Wielkie Twierdzenie Fermata

Matematyka dyskretna. 1. Relacje

13 Zastosowania Lematu Szemerédiego

EGZAMIN, ANALIZA 1A, zadań po 5 punktów, progi: 20=3.0, 24=3.5, 28=4.0, 32=4.5, 36=5.0

Lista 4. Kamil Matuszewski 22 marca 2016

Wykłady z Matematyki Dyskretnej

Sumy kwadratów kolejnych liczb naturalnych

Analiza matematyczna. 1. Ciągi

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /15

Prawa wzajemności Gaussa

Test, dzień pierwszy, grupa młodsza

Podstawowe struktury algebraiczne

DEFINICJA. Definicja 1 Niech A i B będą zbiorami. Relacja R pomiędzy A i B jest podzbiorem iloczynu kartezjańskiego tych zbiorów, R A B.

Rachunek podziałów i elementy teorii grafów będą stosowane w procedurach redukcji argumentów i dekompozycji funkcji boolowskich.

Temperatura w atmosferze (czy innym ośrodku) jako funkcja dł. i szer. geogr. oraz wysokości.

IX Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

Jeśli lubisz matematykę

Funkcje wymierne. Jerzy Rutkowski. Działania dodawania i mnożenia funkcji wymiernych określa się wzorami: g h + k l g h k.

ZADANIE 1 Ciag (a n ), gdzie n 1, jest rosnacym ciagiem geometrycznym. Wyznacz wartość największa 2xa 6 a 2 a 4 a 3 x 2 a 3 a 6. ZADANIE 2 ZADANIE 3

Algorytmiczna teoria grafów

Przestrzeń unitarna. Jacek Kłopotowski. 23 października Katedra Matematyki i Ekonomii Matematycznej SGH

Logarytmy. Funkcje logarytmiczna i wykładnicza. Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne.

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Pochodna funkcji odwrotnej

Grzegorz Bobiński. Wykład monograficzny Programowanie Liniowe i Całkowitoliczbowe

6d. Grafy dwudzielne i kolorowania

MATURA PRÓBNA - odpowiedzi

F t+ := s>t. F s = F t.

Działanie grupy na zbiorze

Suma dziewięciu poczatkowych wyrazów ciagu arytmetycznego wynosi 18, a suma siedmiu poczatkowych

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Podróże po Imperium Liczb

Wersja testu A 25 września 2011

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2014/15

51. Wykorzystywanie sumy, iloczynu i różnicy zdarzeń do obliczania prawdopodobieństw zdarzeń.

Sumy kolejnych bikwadratów

Matematyka Dyskretna Zestaw 2

I) Reszta z dzielenia

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 9

Spis treści Podstawowe definicje Wielomian charakterystyczny grafu Grafy silnie regularne

macierze jednostkowe (identyczności) macierze diagonalne, które na przekątnej mają same

Wykład 1. Na początku zajmować się będziemy zbiorem liczb całkowitych

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2012/13

V Międzyszkolny Konkurs Matematyczny

Matematyka Dyskretna - zadania

i=0 a ib k i, k {0,..., n+m}. Przypuśćmy, że wielomian

1 Nierówność Minkowskiego i Hoeldera

Wykład 16. P 2 (x 2, y 2 ) P 1 (x 1, y 1 ) OX. Odległość tych punktów wyraża się wzorem: P 1 P 2 = (x 1 x 2 ) 2 + (y 1 y 2 ) 2

Regionalne Koło Matematyczne

Algebra Boole a i jej zastosowania

Internetowe Ko³o M a t e m a t yc z n e

IX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. - funkcja dwóch zmiennych,

3 1 + i 1 i i 1 2i 2. Wyznaczyć macierze spełniające własność komutacji: [A, X] = B

cx cx 1,cx 2,cx 3,...,cx n. Przykład 4, 5

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, lato 2012/13. Czwartek 28 marca zaczynamy od omówienia zadań z kolokwium nr 1.

XXXVIII Regionalny Konkurs Rozkosze łamania Głowy

LX Olimpiada Matematyczna

Regionalne Koło Matematyczne

Zbiory wypukłe i stożki

Twierdzenie Li-Yorke a Twierdzenie Szarkowskiego

Układy równań i nierówności liniowych

6. Liczby wymierne i niewymierne. Niewymierność pierwiastków i logarytmów (c.d.).

Indukcja matematyczna

Luty 2001 Algorytmy (4) 2000/2001

Transkrypt:

oloring the artesian sum o grahs Dorota Dawczyk MS V, sem IX Klasyczne (wierzchołkowe) kolorowanie grau - rzyorządkowywanie wierzchołkom grau liczb naturalnych w taki sosób, aby końce żadnej krawędzi nie miały rzyisanej tej samej liczby. Ze względów historycznych oraz dla leszego zobrazowania roblemu mówi się o kolorowaniu, rzy czym różnym kolorom odowiadają różne liczby. Pokolorowaniem wierzchołków grau nazywamy jedno konkretne rzyorządkowanie kolorów wierzchołkom. Pokolorowanie jest legalne (dozwolone), gdy końcom żadnej krawędzi nie rzyorządkowano tego samego koloru. Otymalnym okolorowaniem danego grau nazywamy legalne okolorowanie zawierające najmniejszą możliwą liczbę kolorów. Liczbą chromatyczną grau G nazywamy liczbę χ ( G) równą najmniejszej możliwej liczbie kolorów otrzebnych do legalnego okolorowania wierzchołków grau G. Sumą kartezjańską graów G i H oznaczamy G H, gdzie V V jest zbiorem wierzchołków a E (G H )= {(x, x ), (y, y): x y E (G ) lu b x y E (H ).

Będziemy zajmować się badaniem liczby chromatycznej oraz cyklicznej liczby chromatycznej. Udowodniono, że dla dowolnych graów G i H E = E E. Hiotezą jest χ ( G H ) m a x { χ ( H ) χ ( G ), χ ( G ) χ ( H ). Tyowym roblemem iloczynu graów jest znalezienie odowiedniego ograniczenia dla arametrów (kolorów). Dla wielu graów łatwo okazać, że χ ( G H ) χ ( G ) χ ( H ). Ograniczenie jest ostre dla χ ( ) K K = nm. Jednak dla wielu graów wartości n m χ ( G H ) są ściśle mniejsze niż χ ( G ) χ ( H ). hcemy znaleźć najlesze ograniczenie dla χ ( G H ). Istnieje naturalna relacja między χ ( G H ) i cykliczną liczbą chromatyczną graów G i H. Dla grau G cykliczna liczba chromatyczna jest zagęszczeniem liczby chromatycznej. Niech, oraz > 0, (, ) kolorowanie grau G będzie odwzorowaniem { takim, że dla krawędzi u v grau G ( ) ( ) c : V ( G ) 0,,..., gdzie x y m in { x y, n x y =. n c u c v, ykliczną liczbę chromatyczną deiniujemy jako ( G) in { : G osiada (, ) kolorowanie Wiadomo, że dla grau G zachodzi χ ( G ) χ ( G ) χ ( G ) Jest to równoważne χ ( G ) χ ( G ) c χ =. <. =. Zatem cykliczna liczba chromatyczna grau G daje nam więcej inormacji o jego konstrukcji niż liczba chromatyczna. Pytanie. Jakie jest najlesze ograniczenie dla χ ( G H ) w rzyadku χ ( G ) i χ ( H )? Pytanie. Jakie jest najlesze ograniczenie dla χ ( G H ) w rzyadku χ ( G ) i χ ( ) H? Ułamkowym kolorowaniem grau G nazywamy odwzorowanie c z niezależny zbiór G w rzedział [0,] R takie, że x I I(G) I(G), rzerowadzające c(i) dla każdego x V(G).

Ułamkowe liczby chromatyczne χ ( G) to ininium wartości x I I(G) c(i) dla ułamkowego kolorowania c grau G. Wiadomo, że dla dowolnych graów G χ ( G) χ ( G). Dla graów G = ( V, E ) i H = ( V, E ) rodukt leksykograiczny oznaczamy G[H], gdzie V V ((x,x ),(y,y )), jeżeli [xy] E lub [x=y, x y założenia χ ( G ) χ ( H ) χ ( G [ H ]) χ ( G ) χ ( H ). Jeżeli χ ( G) = χ ( G) to χ ( G[ H ]) = χ ( G ) χ ( H ). E ]. Prowadzi to do nastęującego Takie gray nazywamy star-extremal (gwieździście ekstremalne). Jest wiele takich graów. Od tej ory rzyjmujemy, że χ ( G[ H ]) = χ ( G ) χ ( H ). Z deinicji G[H] wiemy, że G jest graem sinającym (zawierającym wszystki wierzchołki) grau G H. Zatem G jest starextremal, kiedy χ (G H) χ (G)χ(H). Suma kartezjańska jest symetryczna G H = H G, zatem H jest star-extremal, kiedy χ ( G H ) m ax{ χ ( G ) χ ( H ), χ ( G ) χ ( H ). Twierdzenie. Dla graów G i H χ ( G H ) m ax{ χ ( G ) χ ( H ), χ ( G ) χ ( H ) Ograniczenie jest najlesze z możliwych jezeli G i H są star-extremal. Dla cyklicznej liczby chromatycznej G H otrzebujemy dodatkowych założeń. Twierdzenie. Niech,,, będą dodatnimi liczbami całkowitymi takimi, że = k + r i = k + r, gdzie 0 r < oraz 0 r <.Załóżmy, że.. oraz.wtedy χ ( G ) χ ( H ); ( + ( + r ) χ ( G H ) χ ( H ) χ ( G ); ( + ) ( + r ) Ograniczenie jest najlesze z możliwych jezeli G i H są star-extremal. Przyuśćmy, że χ ( G H ) m ax{ χ ( G ) χ ( H ), χ ( G ) χ ( H ). Odowiedź na ytanie mówi, kiedy ograniczenie to będzie ostre.

Homomorizm grau G w gra H zachowuje odwzorowanie krawędzi z V(G) do V(H). Jeżeli odwzorowanie takie istnieje mówimy, że G jest homomoriczny z H i oznaczamy G H. Łatwo zauważyć, że χ ( G) n G K n. Dwa gray G i H są homomoricznie równoważne jeżeli G H i H G (ozn. G H ). Oczywiste jest, że jeżeli G H to χ( G) = χ( H ) i χ ( G) = χ ( H ). Dla cykliczny klik K jest graem V( K )={0,,,3,,- gdzie uv E( K ) u v. Wiemy, że χ ( K ) = χ ( K ) = dla dowolnych graów G χ ( G) G K. hcemy udowodnić, że dla dowolnych i rawdą jest ( ) max {,, =, K K χ. Pomocniczym narzędziem w oszacowaniu liczby chromatycznej grau G=(V, E) jest odział zbioru krawędzi E = E E, wtedy określamy gray G = ( V, E ) i G = ( V, E ). Wniosek 3. Niech G = ( V, E ) oraz E = E E, G = ( V, E i ) dla i=,. Wtedy χ ( G ) = χ ( G G ) m ax{ χ ( G ) χ ( G ), χ ( G ) χ ( G )

The chromatic number Fig.. overing the torus grid with tiles. Określimy liczbę chromatyczną dla sum kartezjańskich. Jest to konsekwencja twierdzenia. Niech x i m +, oznaczone jako [ x ] m, istnieje x taki, że 0 x m i x x jest wielokrotnością m. Lemat 4. Niech,,, będą dodatnimi liczbami całkowitymi takimi, że = k + r i = k + r, gdzie r < oraz r <. Wtedy χ ( K K ) = m a x { ( + ), ( + ) k k. Dowód. Wniosek 5. Dla dowolnych graów G i H jeżeli χ ( G ) χ ( H ) χ ( G ) χ ( H ) oraz G jest star-extremal, to χ ( G H ) = χ ( G ) χ ( H ). Wniosek 6. Niech G będzie wierzchołkiem krytycznym grau χ ( G ) = k i obwód jest mniejszy niż k. Jeżeli H jest graem takim, że χ ( G ) χ ( H ) χ ( G ) χ ( H ) to k χ ( G H ) χ ( H ).

The circular chromatic number Twierdzenie dostarczyło inormacji o górnym ograniczeniu liczby chromatycznej sum kartezjańskich G H w rzyadku χ ( G ) i χ ( H ). Jednak inormacja o najleszym górnym ograniczeniu cyklicznej liczby chromatycznej graów χ ( H ) ozostaje nieznana. G H w rzyadku χ ( G ) i Hioteza. Dla dowolnych graów G i H χ ( G H ) max{ χ ( G ) χ ( H ), χ ( G ) χ ( H ). Lemat 7. Niech,,, będą dodatnimi liczbami całkowitymi takimi, że = k + r i = k + r, gdzie r < oraz r <. Wtedy χ ( K K ) ( k + ); ( + ( + r ) ( k + ); ( + ) ( + r ) Wniosek 8. Jeżeli χ ( G ) =, [ ] Dowód. to ( G H ) ( G ) ( H ) χ χ χ. = i χ ( G) χ ( H ) χ ( G) χ ( H ) Ponadto równość zachodzi gdy G jest star-extremal., Wniosek 9. Dla dowolnych graów G i H takich, że χ ( G ) = i χ ( H ) = jeżeli [ ] = i [ ] = to χ ( ) max{ ( ) ( ), ( ) ( ) G H χ G χ H χ G χ H. Ponadto równość zachodzi gdy G i H są star-extremal.