Чи обмежена домінантна задана задача на плоскі двобічні графіки максимального ступеня 3 NP?


18

Хто-небудь знає про результат NP-повноти для задачі ДОМІНАЦІЙНОГО НАБОРУ в графіках, обмежених класом плоских двосторонніх графіків максимального ступеня 3?

Я знаю, що це NP-повний для класу плоских графіків максимального ступеня 3 (див. Книгу Гарі та Джонсона), а також для двопартійних графіків максимального ступеня 3 (див. М. Хлебік та Дж. Хлебікова, "Твердість наближення домінуючі задані задачі в обмежених графах ступенів "), але не вдалося знайти поєднання двох в літературі.


3
Наступного разу, будь ласка, посилайтесь на оригінальну публікацію, якщо перехрещуєте посту. mathoverflow.net/questions/43720/… . Дивіться також нашу статтю поширених запитань про перехресне розміщення .
Tsuyoshi Ito

3
(1) Чи відомо щось, якщо ви збільшуєте 3 до якоїсь іншої постійної? (2) Чи відомо про особливий випадок, коли "максимальний ступінь 3" додатково обмежений "3-регулярним"? (Чи відомо, що він знаходиться в P? Чи відомо, що він еквівалентний максимуму 3-го ступеня?) (3) З цікавості, чи є в цьому додатки, чи вас цікавить виключно сам по собі? (Про всяк випадок я не кажу, що проблема без програми є поганою. Я її прошу, тому що якщо у вас є якась програма, це може зробити це питання цікавішим.)
Цуйосі Іто,

(1) Не мені відомо (2) Ні. Але я думаю, що це буде також важко (3) Єдиним додатком для мене було б отримати NP-твердість деяких інших проблем у цьому ж, дійсно обмеженому, класі графіки
Флорент Фуко

Відповіді:


24

Що робити, якщо ви просто зробите наступне: Давши графік , побудуйте інший графік , розділивши кожен край на 4 частини; тут - сукупність нових вузлів, які ми ввели, і.G = ( V U , E ) G U | U | = 3 | Е |G=(V,E)G=(VU,E)GU|U|=3|E|

Графік двосторонній. Більше того, якщо планарний і має max. ступінь 3, тоді також планарний і має max. 3 ступінь. G G GGG

Нехай (мінімальний) домінуючий набір для . Розглянемо ребро яке було розділене для формування шляху у . Тепер ясно, щонайменше, один із знаходиться в . Більше того, якщо у нас більше одного з в , ми можемо модифікувати D ' так, щоб він залишався дійсним домінуючим набором і його розмір не збільшувався. Наприклад, якщо ми маємо в D ' і C D ' , ми можемо однаково добре видалити C з D 'G ( x , y ) E ( x , a , b , c , y ) G a , b , c D a , b , c D DG(x,y)E(x,a,b,c,y)Ga,b,cDa,b,cDDaDcDcDі додати до D ' . Отже, у нас | D U | = | Е | .yD|DU|=|E|

Тоді розглянемо . Припустимо, що x V і x D . Тоді у нас повинен бути вузол a D такий, що ( x , a ) E . Отже, є край ( x , y ) E такий, що у нас є шлях ( x , a , b , c , y ) у G D=DVxVxDaD(x,a)E(x,y)E(x,a,b,c,y)G. Оскільки і a D , ми маємо b , c D , а для домінування c ми повинні мати y D . Отже , в G вузла у є сусідом х з у D . Тобто, D є домінуючим безліччю для G .a,b,cUaDb,cDcyDGyxyDDG

З іншого боку , розглянемо (мінімум) домінуюче безліч для G . Побудуйте домінуючий множину D ' для G ' так, що | D ' | = | Д | + | Е | наступним чином : Для ребра ( х , у ) E , яка була розділена , щоб сформувати шлях ( х , , Ь , з , у ) в G ' , ми додамо доDGDG|D|=|D|+|E|(x,y)E(x,a,b,c,y)Ga якщо x D і y D ; додамо c до D ', якщо x D і y D ; і в іншому випадку додамо b до D ' . Тепер можна перевірити, що D ' є домінуючим набором для G ' : За побудовоюпереважаютьусі вузли U. Тепер нехай x V D . Тоді є y V такий, щоDxDyDcDxDyDbDDGUxVDyV , а значить, вздовж шляху ( x , a , b , c , y ) маємо a D , який домінує над x .(x,y)E(x,a,b,c,y)aDx

Підсумовуючи це, якщо має домінуючий набір розміру k , то G має домінуючий набір розмірів не більше k + | Е | , а якщо G ' має домінуючий набір розміру k + | Е | , то G має домінуючий набір розмірів не більше k .GkGk+|E|Gk+|E|Gk

Редагувати: Додано ілюстрацію. Вгору: оригінальний графік ; середина: графік G ' з "нормалізованим" домінуючим набором; внизу: графік G ' з довільним домінуючим набором.GGG

An example


1
Гарна відповідь.
Мохаммед Аль-Туркстані

Дякую, що чудово відповідає на моє запитання (навіть без приємних знімків;)) Хтось знає, хоч посилання, де деякі інші (класичні) NP-важкі проблеми з графіком (наприклад, обкладинка вершини чи інші проблеми домінування) вивчаються у двосторонніх плоских графах обмеженого ступеня? Я думаю, що це має бути цікаво.
Флорент Фуко

2
Якщо він відповідає на запитання, можливо, ви повинні подумати про прийняття відповіді ... :) Щодо інших проблем, покриття вершин легко у будь-якому двопартійному графіку . Але я здогадуюсь, що кращі набори домінік можуть бути природною проблемою для вивчення у цій ситуації?
Юкка Суомела

Добре дякую, що нагадали мені теорему Кеніга та встановили прапорець зеленого кольору;)
Флорент Фуко

Суцільна відповідь Юкка!
Габріель Ярмарок
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.