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无五轮子式图的边染色和全染色

别莉敏

无五轮子式图的边染色和全染色

别莉敏1
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作者信息

  • 1. 山东大学
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摘要

本文考虑的都是无向的、有限的简单图.给定图G=(V,E),用|G|,△(G)分别表示G的顶点数和最大度.如果阶为n+1(n≥3)的3-连通图G中有一个顶点v∈V(G)使得G-v是一个长度为n的圈Cn,且点v的度为n,则称G是一个n-轮图,并记为Wn.如果图G可以经过删除点、边和收缩边得到图H,则称H是G的一个子式.本文主要研究无W5或W4子式图的边染色和全染色问题. 图G的k-边染色是指用k种颜色对E(G)中的所有边染色,使得任意相邻边都不同色,这个最小整数k称为G的边色数,并记作x''(G).关于求解图的边色数问题,Vizing和Gupta分别独立证明了:对任何简单图G,都有x''(G)∈{△(G),△(G)+1}.这样所有图就可以分为两类:满足x''(G)=△(G)的图称作是第1类的;否则是第2类的.已经证明图的分类问题本身是一个NP-完全问题,因此判断图属于哪一类的结果几乎都是一些充分条件,所得的研究也较为广泛且成果颇丰.1965年,Vizing在证明了最大度至少为8的平面图是第1类的这一结果之时,一并提出了著名的平面图边染色猜想:每个满足△(G)≥6的平面图都是第1类的.2001年,Sanders和Zhao证明了所有△(G)=7的平面图都是第1类的.目前该猜想只剩下△(G)=6的情况未被解决.2021年,Feng,Gao和Wu将上述两个结果成功扩展到了无K5子式图,并得到了:任意△(G)≥7的无K5子式图也是第1类的.除此之外,对于无W3子式图,即系列平行图,它的分类问题已经得到了完全刻画,其结果就是:除奇圈外的所有连通的系列平行图都是第1类的. 基于以上结果,本文考虑无W5子式图和无W4子式图的边染色,获得的结果如下: (1)对于任意满足△(G)≥5的无W5子式的图G,有x''(G)=△(G); (2)对于任意满足△(G)≥4的无W4子式的图G,有x''(G)=△(G). 同时很容易验证:完全图K5是第2类的,K4和八面体(即正文的图1-2里的图G10)剖分任何一条边后得到的图都是第2类的.所以上面的结论(1)和(2)相对最大度来说都是最好的. 图G的k-全染色是指用k种颜色对V(G)UE(G)中的所有元素染色,使得任意两个相邻或关联元素都不同色.保证G有一个k-全染色的最小整数k称为其全色数,并用x"(G)表示.参考图的边染色的结果,Vizing和Behzad分别独立提出了图的全染色猜想:对于任意图G,△(G)+1≤x"(G)≤△(G)+2.下界显然是成立的,但上界目前只被证明对△(G)≤5的图是成立的.如果仅限制在平面图上,那么图的全染色有一系列的结果.2022年,Yang和Wu得到了:对于无K5子式图G,x"(G)≤max{9,△(G)+2}和x"(G)≤max{11,△(G)+1}.2004年,Wu证明了:对所有最大度至少为3的系列平行图G,有x"(G)=△(G)+1. 本文同样考虑无W5子式图和无W4子式图的全染色,获得的结果如下: (3)对于任意满足△(G)≥6的无W5子式的图G,有x"(G)=△(G)+1; (4)对于任意满足△(G)≥5的无W4子式的图G,有x"(G)=△(G)+1. 同时,结合全染色猜想对于最大度至多为5的图是成立的,结论(3)也说明无W5子式图确实满足全染色猜想.

关键词

边染色/全染色/轮图/子式/树分解

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授予学位

硕士

学科专业

运筹学与控制论

导师

吴建良

学位年度

2024

学位授予单位

山东大学

语种

中文

中图分类号

O1
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