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




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Закономерности тождественных графов
Сообщение10.08.2006, 13:57 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Есть такое понятие "тождественный граф"

Тождественный граф из одной вершины есть просто одна отдельная вершина. Тождественных графов из 2, 3, 4 и 5 вершин не существует. Тождественных графов из шести вершин восемь штук. Тождественных графов из 7, 8, 9,... вершин соответственно 152, 3696, 135004, ...

Вопрос: есть ли тут какая-то закономерность? Или эта задача подобна поиску простых чисел? Как задача классифицируется по шкале сложности?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 14:16 
Заслуженный участник


09/02/06
4382
Москва
То, что при n>5 всегда существуют тождественные графы с n вершинами очевидно. Легко доказать, что количество тождественных графов растёт быстрее, чем полиномиально. Для значений такого рода функций (целочисленных, растущих быстро), возникающих из комбинаторики, имеются кажущаяся случайность и не более того. Но вряд ли здесь есть связь с распределением простых чисел.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 14:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Я имею в виду, можно ли как-то проверить, что граф тождественный, кроме как перебрав все автоморфизмы?

P.S. Аналогия с простыми числами: там, чтобы проверить, что число простое, надо перебрать все делители (или почти все, насколько я знаю, можно перебирать все ранее найденные простые числа, меньшие корня из проверяемого).

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 15:09 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Появилось ещё ряд вопросов, в связи с чем переименовал тему.

1)

Из каждого тождественного графа можно получить ещё один тождественный граф, заменив в матрице смежности 0 на 1 и наоборот. Если каждая такая замена будет давать неизоморфный исходному граф, то количество тождественных графов должно быть всегда чётно. Так ли это? Может ли быть, чтобы такой граф (назовём его инвертированным) совпал с исходным (с точностью до изоморфизма)?

2)

Рассмотрев 8 тождественных графов из 6 вершин, я обратил внимание, что один из них (первый) является подграфом всех остальных (и вообще, все можно получить из первого добавлением рёбер).

Вопрос: все ли тождественные графы таковы? Существуют ли тождественные графы с количеством вершин Н, для которых ни один из тождественных графов с количеством вершин М<Н не является подграфом?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 16:54 
Заслуженный участник


09/02/06
4382
Москва
Dims писал(а):
Появилось ещё ряд вопросов, в связи с чем переименовал тему.

1)

Из каждого тождественного графа можно получить ещё один тождественный граф, заменив в матрице смежности 0 на 1 и наоборот. Если каждая такая замена будет давать неизоморфный исходному граф, то количество тождественных графов должно быть всегда чётно. Так ли это? Может ли быть, чтобы такой граф (назовём его инвертированным) совпал с исходным (с точностью до изоморфизма)?

2)

Рассмотрев 8 тождественных графов из 6 вершин, я обратил внимание, что один из них (первый) является подграфом всех остальных (и вообще, все можно получить из первого добавлением рёбер).

Вопрос: все ли тождественные графы таковы? Существуют ли тождественные графы с количеством вершин Н, для которых ни один из тождественных графов с количеством вершин М<Н не является подграфом?

Я не очень интересуюсь задачами относительно графов и не специалист. Тем не менее, второй вопрос тривиальный (решается за пару секунд).
В любом тождественном графе имеется некоторый минимальный тождественный подграф похожий на первый. Однако при n>6 минимальные тождественные графы выглядят иначе, точнее имеется один узел имеющий 3 ребра, исходящих из узла и три длины хвостов k<l<m. При этом k+l+m=n-1.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 17:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Видимо, я ещё меньший специалист, так как ничего не понял :)

Нельзя ли объяснить попонятнее?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 19:01 
Заслуженный участник


09/02/06
4382
Москва
Во, первых любой граф разлагается на сумму связных компонент. Связные компоненты тождественного графа будут так же тождественными и не изоморфными между собой. Поэтому достаточно классифицировать связные тождественные графы. Так как простейший связный граф цепочка не является тождественным, то любой связный тождественный граф имеет узел, где примыкают по крайней мере 3 ребра.
Назовём связный тождественный граф минимальным, если любой его подграф или не связный или не тождественный. Когда n=6 минимальный тождественный граф содержит цикл. Я считал, что при n>6 всегда можно разрывать циклы и получить минимальные связные тождественные графы. Однако, я неправильно продолжил эту идею при классификации минимальных тождественных графов. В принципе минимальными тождественными графами могут быть не только указанного вида деревья.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 22:41 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Руст писал(а):
Когда n=6 минимальный тождественный граф содержит цикл.

До сюда понятно :)

Что же получается по итогу? Могут ли существовать тождественные графы, не сводимые к более маленьким?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 22:51 
Заслуженный участник


09/02/06
4382
Москва
Dims писал(а):
Могут ли существовать тождественные графы, не сводимые к более маленьким?

Нет, если тождественный граф не содержит никакой другой тождественный граф, то он минимален.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.08.2006, 23:47 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Ну так что, минимальный тождественный граф один единственный?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.08.2006, 00:01 
Заслуженный участник


09/02/06
4382
Москва
Нет. Минимальных тождественных графов может быть много. Например любое разбиение числа n-1 на как минимум 3 различных слагаемых определяет минимальный тождественный граф. К примеру n=16, n-1=15 дает 15= 1+2+3+4+5= 1+2+3+9= 1+2+4+8= 1+2+5+7= 1+3+4+7= 1+3+5+6= 2+3+4+6= 1+2+12= 1+3+11= 1+4+10= 1+5+9= 1+6+8= 2+3+10= 2+4+9= 2+5+8= 2+6+7= 3+4+8= 3+5+7= 4+5+6
уже дает 19 минимальных тождественных графа.

вставил пробелы в текст // нг

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.08.2006, 08:00 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


16/03/06
406
Moscow
Что-то я не врубаюсь. Что дают эти разложения?

Вот, например, для 7 узлов. Есть ли из 152 графов из 7 узлов, по Вашему, граф, который не сводим ни к одному из 8 тождественных графов из 6 узлов?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.08.2006, 09:12 
Заслуженный участник


09/02/06
4382
Москва
Эти разложения дают минимальные связные тождественные графы, которые получаются присоединением некоторой узловой вершине как минимум трёх цепочек с указанными длинами.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение15.03.2008, 05:03 
Модератор
Аватара пользователя


11/01/06
5660
см. также A003400

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 14 ] 

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