Пороговый граф (Hkjkikfdw ijgs)

Перейти к навигации Перейти к поиску
Пример порогового графа.

В теории графов пороговый граф — это граф, который может быть построен из одновершинного графа последовательным выполнением следующих двух операций:

  1. Добавление в граф одной изолированной вершины
  2. Добавление одной доминирующей вершины в граф, т.е. отдельной вершины, связанной со всеми остальными вершинами.

Например, граф на рисунке является пороговым графом. Он может быть построен с одной вершины (вершина 1), и добавления чёрных вершин как изолированных вершин и красных вершин как доминирующих вершин в порядке нумерации.

Пороговые графы были введены Хваталом и Хаммером[1]. Глава, посвящённая графам, появилась в книге Голумбика[2], а книга Махадева и Пеледа[3] полностью посвящена пороговым графам.

Альтернативные определения

[править | править код]

Эквивалентное определение следующее: граф является пороговым, если существует вещественное число и для каждой вершины задан вес , такой, что для любых двух вершин , является ребром тогда и только тогда, когда .

Другое эквивалентное определение: граф является пороговым, если существует вещественное число и для каждой вершины задан вес , такой, что для любого множества вершин , является независимым тогда и только тогда, когда

Название "пороговый граф" пришёл из определения: S является "порогом" для свойства иметь ребро, или, эквивалентно, T является порогом для множества быть независимым.

Разложение

[править | править код]

Из определения, использующего последовательное добавление вершин, можно получить альтернативный путь уникального описания порогового графа в смысле строки символов. всегда служит первым символом строки и представляет первую вершину графа. Каждый последующий символ будет либо , который означает изолированную вершину, либо , который означает добавление доминирующей вершины. Например, строка представляет звезду с тремя листьями, а представляет путь из трёх вершин. Граф на рисунке можно представить строкой

Связные классы графов и распознавание

[править | править код]

Пороговые графы являются специальным случаем Кографов, расщепляемых графов и тривиально совершенных графов[4]. Любой граф, являющийся одновременно кографом и расщепляемым графом, является пороговым. Любой граф, являющийся одновременно тривиально совершенным графом и дополнением тривиально совершенного графа, является пороговым графом. Пороговые графы являются также специальным случаем интервальных графов. Все эти связи могут быть объяснены в терминах их характеризации запрещёнными порождёнными подграфами. Кограф — это граф с отсутствием порождённых путей с четырьмя вершинами, P4, а пороговые графы — это графы баз порождённых подграфов P4, C4 или 2K2 [5]. C4 — это цикл из четырёх вершин , а 2K2 — его дополнение, то есть два раздельных ребра. Это также объясняет, почему пороговые графы замкнуты по взятию дополнения. P4 является самодополнительным, а потому, если граф не содержит порождённые подграфы P4, C4 и 2K2, его дополнение тоже не будет их иметь [6].

Хеггернес и др. показали, что пороговые графы могут быть распознаны за линейное время. Если граф не является пороговым, препятствие в виде P4, C4 или 2K2 будет указано.

Примечания

[править | править код]

Литература

[править | править код]
  • В.А.Емеличев, О.И. Мельников, В.И. Сарванов, Р.И. Тышкевич. Лекции по теории графов. — Москва: «Наука», 1990. — ISBN 5-02-013992-0. §50. Пороговые графы
  • Václav Chvátal, Peter Ladislaw Hammer. Studies in Integer Programming (Proc. Worksh. Bonn 1975) / P. L. Hammer, E. L. Johnson, B. H. Korte, G. L. Nemhauser. — Amsterdam: North-Holland, 1977. — Т. 1. — С. 145–162. — (Annals of Discrete Mathematics)..
  • Martin Charles Golumbic. Algorithmic Graph Theory and Perfect Graphs. — New York: Academic Press, 1980.. 2nd edition, Annals of Discrete Mathematics, 57, Elsevier, 2004.
  • N. V. R. Mahadev, Uri N. Peled. Threshold Graphs and Related Topics. — Elsevier, 1995..