Проблема з H-вільним вирізом


17

Припустимо, вам подано зв'язаний, простий, непрямий графік H.

Проблема H-вільного вирізу визначається так:

З огляду на простий, непрямий графік G, чи існує розріз (розподіл вершин на два непусті множини, L, R), такий, що графіки, індуковані нарізаними множинами (L і R), обидва не містять підграф, ізоморфний H .

Наприклад, коли H - графік з двома вершинами, з'єднаними одним ребром, проблема є такою ж, як і визначення, чи є графік двостороннім і знаходиться в P.

У випадку, якщо H - трикутник, це подібно вершинній версії задачі Монохроматичний трикутник .

Я думаю, що мені вдалося показати, що коли H 2-з'єднана щонайменше трьома вершинами, проблема H-вільного відсікання є NP-Complete.

Я не зміг знайти жодних посилань на цю проблему (і так, будь-які результати).

Чи можемо ми відмовитись від умови 2-зв’язності і все-таки довести NP-повноту?

Хто-небудь знає якісь відомі результати, які б означали вищезазначений чи сильніший результат (або ви вважаєте, що це може бути доречним)?


1
"Я думаю, що мені вдалося показати, що коли H є 2-з'єднаним щонайменше з трьома вершинами, проблема H-вільного відсікання є NP-Complete". Чи означає це, що для кожної двопоєднаної Н з трьома і більше вершинами відрізок H-вільний є NP-повним? І так само, якщо ми скинемо 2-зв’язковість, ми хочемо довести, що для кожної Н з трьома і більше вершинами Н-вільний зріз є NP-повним?
Євгеній Торстенсен

@Evgenij: Так, для кожної такої Н вона є NP-Complete. Отже, це клас проблем NP-Complete. Так, до іншого питання.
Аріябхата

Відповіді:


9

Ви можете шукати термін "двостороннє" або "розділ вершин" або "забарвлення", а не "вирізати". З середини 80-х (а можливо і раніше) розглядалися різні узагальнення хроматичного числа по лініях, на які ви натякаєте. На конференціях з канадської комбінаторики є кілька важких посилань, але ви, можливо, захочете ознайомитись з Коуеном, Годдардом та Єзурумом (JGT або SODA 1997) та відповідними посиланнями / цитатами.

Відредаговано 15.02.2011

Н

Г

А. Фарругія. Вершинне розподіл на фіксовано-спадкові властивості, що індукуються фіксованою добавкою, є важким для NP. Електрон. Дж. Комбін. 11 (2004) # R46 (9 с.).


1
@Moron: Насправді, відповідь на питання H-безкоштовного розділу є набагато релевантнішою, ніж моя відповідь! cstheory.stackexchange.com/questions/884/h-free-partition/…
RJK

Я подивився на це, і, здавалося, йдеться про класи графіків, які включають підграграфи тощо. Ця проблема стосується вільності конкретного графа.
Аріябхата

@Moron: Документ Farrugia включає випадки, коли кожна частина викликає адитиву, тобто закривається під роз'єднаним з'єднанням та вилученням вершин. H-вільність - властивість, викликана адицією.
RJK

1
Ти правий. Я просто йшов за конспектом. Насправді, мабуть, паперові користувачі.soe.ucsc.edu/ ~optas/papers/G-free-complex.pdf також мають відношення до запитаного запитання! Ви не заперечуєте, якщо я редагую вашу відповідь, щоб додати ці посилання?
Ар'ябхата

1
Інший документ PDF тут: www.combinatorics.org/Volume_11/PDF/v11i1r46.pdf
Арьябхата

2

Я розумію, що це не може безпосередньо відповісти на ваше запитання (щодо посилань), але я хотів би окреслити можливий підхід до виявлення твердості NP без 2-підключеної умови. Є дві речі, яких не вистачає: одна є доказом твердості NP «вихідної проблеми», так би мовити, а інша полягає в тому, що я звожу до «кольорової» версії H-cut, яка може або може бути не корисним. Що стосується першого вузького місця, я вважаю, що маю на увазі, що я лінуюся про формалізацію, тому сподіваюся, що незабаром я обійдусь цим. Однак я подумав про те, щоб зменшити кольорову версію до тієї, яку ви презентували, однак, поки що мало удачі. Мені також дуже цікаво ваше доказ у тому випадку, якщо H є 2-з'єднаним, ви могли б надати деякі деталі?

Тож кольорова версія є наступною: кожна вершина у графі має у своєму розпорядженні перелік кольорів з палітри P (фіксований, кінцевий набір). Нам потрібно знайти розріз, щоб жоден розділ не викликав монохроматичну копію H, тобто немає підмножини | H | вершини, які індукують копію Н, та відповідний список кольорів мають не порожній перетин.

Ось зменшення від обмеженого варіанту d-SAT, де d є | H |. (Зверніть увагу, що це, очевидно, не буде працювати, коли d = 2).

Обмеженим варіантом d-SAT є такий:

  1. Кожне застереження має або лише позитивні, або лише негативні літерали, дозвольте мені посилатися на такі пункти, як P-та N -класи відповідно,

  2. Кожен P-пункт може бути сполучений з N-пропозицією таким чином, що ці два пропозиції містять однаковий набір змінних.

(Я маю деяке уявлення про те, чому ця, здавалося б, обмежена версія може бути важкою - дуже тісно пов'язане обмеження важке, і я можу уявити собі зменшення звідти, хоча я можу легко помилитися!)

Враховуючи цю проблему, скорочення, можливо, підказує саме собою. Графік має вершину для кожної змінної формули. Для кожного пункту C_i індукуйте копію H на множині змінних, які беруть участь у пункті, та додайте колір i до цього набору вершин. Це завершує будівництво.

Будь-яке завдання, природно, відповідає розрізу:

L = набір усіх змінних, яким було встановлено 0, R = безліч всіх змінних, які встановлені на 1.

Твердження полягає в тому, що задовольняюче завдання відповідає монохроматичному розрізу без H.

Іншими словами, (L, R), коли це дається задовільним завданням, було б таким, що ні L, ні R не викликають монохроматичну копію H. Якщо L має таку копію, то зауважте, що відповідний Р-пункт повинен був мати всі його змінні встановлені на 0, що суперечить тому, що призначення було задовольняючим. І навпаки, якщо R має таку копію, то у відповідному N-пункті мали бути всі його змінні встановлені на 1, знову ж таки суперечність.

І навпаки, врахуйте будь-який розріз і встановіть змінні з однієї сторони на 1, а на іншу - 0 (зауважте, що не має значення, яким способом ви це зробите - з огляду на формулу форму, з якою ми працюємо, призначення і це перевернуто версія рівнозначна, наскільки задовольняється). Якщо пропозиція не задоволена цим завданням, то ми можемо простежити її назад до монохроматичної копії Н на одній із сторін, що суперечить монохроматичній-H-вільності розрізу.

Причина, з якої слід балуватися за забарвленням, полягає в тому, що копії Н можуть перешкоджати створенню помилкових копій Н, які не відповідають пунктам, під час прямої спроби зменшення. Справді, він не вдається - погано - навіть коли Н - це щось таке просте, як шлях.

Мені не пощастило позбутися кольорів, і я не впевнений, що я спростив проблему. Однак я сподіваюся, що, якщо це правильно, це може бути початком.


Дякую за відповідь. Щодо доказу, який я мав, я почав з не всіх рівних 3 сб, який був перетворений на вираз з деякою структурою, а потім побудував кілька складних (описати та намалювати) гаджетів, що експлуатують цю структуру. Якщо я встигну, я можу написати і покласти папір десь (і опублікувати посилання).
Ар'ябхата

Добренько. Я намагався починати з не один-у-3-с, але без особливої ​​долі (не знаю, чому я навіть очікував, що це спрацює). Я хотів би подивитися на деталі, якщо / коли у вас є, це звучить як хороша робота! Я маю на увазі триматись ще на цьому, FWIW.
Нельдхара

Це була монотонна версія nae-3sat. Дякуємо за заохочення! Радий бачити, що це викликало ваш інтерес :-)
Aryabhata

RJK вказав мені на відповідь, що посилається на документ, на який є така посилання: users.soe.ucsc.edu/~optas/papers/G-free-complex.pdf
Aryabhata
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.