For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Мінор графа.

Мінор графа

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Ця стаття містить правописні, лексичні, граматичні, стилістичні або інші мовні помилки, які треба виправити. Ви можете допомогти вдосконалити цю статтю, погодивши її із чинними мовними стандартами.

В теорії графів неорієнтований граф Н називається мінором графа G, якщо H можна сформувати з G видаленням ребер і вершин або стягуванням ребер.

Теорія мінорів графів почалася з теореми Вагнера, в якій говориться, що граф є планарним, якщо і тільки якщо його мінори не мають (в собі) ні повний граф K5, ні повний двочастковий граф K3,3.[1]. Теорема Робертсона — Сеймура передбачає, що аналогічна характеризація забороненими мінорами існує для кожної властивості графів, що зберігається шляхом видалення вершин і стягування ребер.[2] Для кожного фіксованого графа H можна перевірити, чи є Н мінором вхідного графа G за поліноміальний час. Разом з характеризацією забороненими мінорами це означає, що кожна властивість графа, збережена при діленні та скороченнях, може бути розпізнана за поліноміальний час.[3]

Інші результати і домисли за участю мінора графа включають теорему структури графа, відповідно до якої графи, в яких немає Н як мінору, можуть бути утворені шляхом склеювання більш простих частин. А гіпотеза Хадвігера описує неможливість пофарбувати графи згідно з існуючим великого повного графа, як і його мінор. Важливі варіанти мінорів графа включають топологічні мінори й занурені мінори.

Визначення

[ред. | ред. код]

Операція стягування ребра видаляє ребро з графа при одночасному об'єднанні двох вершин, які воно з'єднувало. Неорієнтований граф H є мінором іншого неорієнтованого графа G, якщо граф, схожий до H може бути отриманий з G стягуванням деяких ребер, видаленням деяких ребер і видаленням деяких ізольованих вершин. Порядок, в якому послідовність таких скорочень і вилучень виконується з G, не впливає на отриманий граф H.

Мінори графів часто вивчаються в більш загальному контексті матроїдних мінорів. У зв'язку з цим, заведено вважати, що всі графи є більше мультиграфом, ніж простим графом. Ця точка зору має перевагу в тому, що крайові видалення залишають ранг графа без змін, а крайові сутички завжди зменшують ранг на одиницю.

Приклад

[ред. | ред. код]

У наступному прикладі, граф Н — мінор графа G: H. Граф H

G. Граф G

Наступна діаграма ілюструє трансформацію із G в H: спочатку побудуємо підграф G, видаливши пунктирні ребра (і ізольовану вершину), а потім позначимо сіру кромку (об'єднання двох вершин, які вона з'єднує):

Трансформація із G в H

Основні гіпотези

[ред. | ред. код]

Нескладно перевірити, що відношення мінора графа утворює частковий порядок для ізоморфних класів неорієнтованих графів: відношення транзитивно (мінор мінору G є мінором самого G), а G і H можуть бути мінорами один одного тільки якщо вони ізоморфні, тому що будь-яка нетривіальна операція над мінором видаляє незначні ребра і вершини. Глибоке дослідження Ніла Робертсона і Пола Сеймура стверджує, що цей частковий порядок насправді є квазівпорядкуванням: якщо дається нескінченний список G1, G2, … кінцевих графів, то завжди існують два індекси i < j такі, що Gi є мінором Gj. Інший еквівалентний спосіб завдання цього є те, що будь-який набір графів може мати лише кінцеве число мінімальних елементів під порядком мінорів[4]. Цей результат довів гіпотезу, раніше відому як гіпотеза Вагнера (за Клаусом Вагнером); Вагнер припускав її задовго раніше, але опублікував тільки в 1970 році.

Об'єднання мінорно-замкнутих графів

[ред. | ред. код]

Багато об'єднань графів мають таку властивість, що кожен мінор графа з F також знаходиться в F; такий клас називається мінорно-замкнутим. Наприклад, в будь-якому планарному графі або будь-якому вкладеному графі на фіксованій топологічної поверхні ні видалення ребер, ні стягування ребер не можуть збільшити рід вкладеного графа; Таким чином, планарні графи і їх вкладені графи на будь-який закріпленій поверхні формують мінорно-замкнуті об'єднання.

Алгоритм

[ред. | ред. код]

Якщо Н є циклічним графом з такою ж кількістю вершин, як і G, то Н — мінор G тоді і тільки тоді, коли G містить гамільтонів цикл. Проте, коли G є частиною вхідного, але Н фіксований, це може бути вирішено за поліноміальний час. Шляхом застосування алгоритму поліноміального часу для перевірки на те, чи містить даний граф будь-який з вказаних мінорів, можна розпізнати члени будь-якого мінорно-замкнутого об'єднання за поліноміальний час. Однак для того, щоб конструктивно застосувати цей результат, необхідно знати заборонені мінори сімейства графів.[3]

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]

Посилання

[ред. | ред. код]
  • Alon, Noga; Seymour, Paul; Thomas, Robin (1990), A separator theorem for nonplanar graphs, Journal of the American Mathematical Society[en], 3 (4): 801—808, doi:10.2307/1990903, JSTOR 1990903, MR 1065053, архів оригіналу за 14 лютого 2019, процитовано 27 березня 2016.
  • Bollobás, B.; Catlin, P. A.; Erdős, Paul (1980), Hadwiger's conjecture is true for almost every graph (PDF), European Journal of Combinatorics, 1: 195—199, doi:10.1016/s0195-6698(80)80001-1, архів оригіналу (PDF) за 18 березня 2009, процитовано 27 березня 2016.
  • Demaine, Erik D.; Hajiaghayi, MohammadTaghi (2004), Diameter and treewidth in minor-closed graph families, revisited, Algorithmica, 40 (3): 211—215, doi:10.1007/s00453-004-1106-1, архів оригіналу за 20 вересня 2019, процитовано 27 березня 2016.
  • Diestel, Reinhard (2005), Graph Theory (вид. 3rd), Berlin, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-3-540-26183-4, архів оригіналу за 28 липня 2011, процитовано 27 березня 2016.
  • Ding, Guoli (1996), Excluding a long double path minor, Journal of Combinatorial Theory[en], Series B, 66 (1): 11—23, doi:10.1006/jctb.1996.0002, MR 1368512.
  • Eppstein, David (2000), Diameter and treewidth in minor-closed graph families, Algorithmica, 27: 275—291, arXiv:math.CO/9907126, doi:10.1007/s004530010020, MR 2001c:05132 ((citation)): Перевірте значення |mr= (довідка).
  • Fellows, Michael R.; Langston, Michael A. (1988), Nonconstructive tools for proving polynomial-time decidability, Journal of the ACM, 35 (3): 727—739, doi:10.1145/44483.44491.
  • Grohe, Martin (2003), Local tree-width, excluded minors, and approximation algorithms, Combinatorica, 23 (4): 613—632, doi:10.1007/s00493-003-0037-9, архів оригіналу за 24 лютого 2018, процитовано 27 березня 2016.
  • Hadwiger, Hugo (1943), Über eine Klassifikation der Streckenkomplexe, Vierteljschr. Naturforsch. Ges. Zürich, 88: 133—143.
  • Hall, Dick Wick (1943), A note on primitive skew curves, Bulletin of the American Mathematical Society, 49 (12): 935—936, doi:10.1090/S0002-9904-1943-08065-2.
  • Kostochka, Alexandr V. (1982), The minimum Hadwiger number for graphs with a given mean degree of vertices, Metody Diskret. Analiz. (Russian) , 38: 37—58.
  • Lovász, László (2006), Graph minor theory, Bulletin of the American Mathematical Society, 43 (1): 75—86, doi:10.1090/S0273-0979-05-01088-8.
  • Mader, Wolfgang (1967), Homomorphieeigenschaften und mittlere Kantendichte von Graphen, Mathematische Annalen, 174 (4): 265—268, doi:10.1007/BF01364272.
  • Nešetřil, Jaroslav; Ossona de Mendez, Patrice (2012), Sparsity: Graphs, Structures, and Algorithms, Algorithms and Combinatorics, т. 28, Springer, с. 62—65, doi:10.1007/978-3-642-27875-4, ISBN 978-3-642-27874-7, MR 2920058.
  • Pegg, Ed, Jr. (2002), Book Review: The Colossal Book of Mathematics (PDF), Notices of the American Mathematical Society, 49 (9): 1084—1086, doi:10.1109/TED.2002.1003756, архів оригіналу (PDF) за 2 квітня 2019, процитовано 27 березня 2016.
  • Plotkin, Serge; Rao, Satish; Smith, Warren D. (1994), Shallow excluded minors and improved graph decompositions, Proc. 5th ACM–SIAM Symp. on Discrete Algorithms (SODA 1994), с. 462—470.
  • Reed, Bruce; Wood, David R. (2009), A linear-time algorithm to find a separator in a graph excluding a minor, ACM Transactions on Algorithms, 5 (4): Article 39, doi:10.1145/1597036.1597043.
  • Robertson, Neil; Seymour, Paul D. (1995), Graph Minors. XIII. The disjoint paths problem, Journal of Combinatorial Theory, Series B, 63 (1): 39—675, doi:10.1006/jctb.1995.1006.
  • Thomas, Robin (1999), Recent excluded minor theorems for graphs, Surveys in combinatorics, 1999 (Canterbury) (PDF), London Math. Soc. Lecture Note Ser., т. 267, Cambridge: Cambridge Univ. Press, с. 201—222, MR 1725004, архів оригіналу (PDF) за 3 серпня 2016, процитовано 27 березня 2016.
  • Thomason, Andrew (1984), An extremal function for contractions of graphs, Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 95 (2): 261—265, doi:10.1017/S0305004100061521.
  • Wagner, Klaus (1937a), Über eine Eigenschaft der ebenen Komplexe, Math. Ann., 114: 570—590, doi:10.1007/BF01594196.
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Мінор графа
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?