2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Из квадратной решётки выделить подграф без циклов
Сообщение01.12.2011, 11:32 
Аватара пользователя


21/11/11
185
Обозначения: дан граф на $n\times n$ вершинах вида "квадратная решётка". То есть его вершины можно занумеровать двумя числами $(i,j)$, $1\le i,j\le n$, и внутренние вершины ($i,j\ne 1,n$) окажутся связаны с четырьмя соседями: $(i,j)$ с $(i-1,j)$, $(i+1,j)$, $(i,j-1)$, $(i,j+1)$, вершины на границе с тремя соседями, угловые вершины с двумя.

$m(n)$ - минимальное число вершин, которые нужно выбросить из графа со всеми их рёбрами, чтобы оставшийся подграф не имел циклов.

Задача-минимум: оценить $m(n)$, определить разрешима ли алгоритмически задача для заданного $n$ за полиномиальное время.

Задача-максимум: найти $m(n)$, указать такое оптимальное решение для произвольного $n$, либо доказать невозможность его построения в общем случае (то есть для каждого $n$ оптимальное решение строится по-своему).

Что я сделал: для $m(n)$ довольно просто найти оценку
$$\left[\frac {n}{2}\right]^2\le m \le n\cdot\left[\frac {n+2}{3}\right]-1$$
Нижний предел получаем разбиением всего графа на не пересекающиеся квадратики $2\times 2$. Каждый такой квадратик содержит цикл, следовательно из каждого квадратика придётся удалить минимум одну вершину.

Верхнюю оценку получаем, указав конкретный способ выборки: выбрасываем каждую третью диагональ, то есть вершины $(i,j)$, у которых $i=j\mod 3$. Потом возвращаем узел $(1,1)$. Получившийся граф, очевидно, не будет иметь циклов.

Сложность в том, что уже для $n=4$ это построение не оптимально.

Что касается полиномиальности... Неполиномиальный алгоритм построить в принципе понятно как. И ясно, что если есть универсальное решение, то полиномиальный алгоритм - просто алгоритм, его реализующий. Но есть у меня подозрение, что универсального решения нет. И что тогда?

Укажу некоторые конкретные значения $m$, найденные вручную (не факт, что правильно): $m(1)=0$, $m(2)=1$, $m(3)=2$, $m(4)=4$, $m(5)=6$, $m(6)=10$, $m(7)=13$.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group