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圖的厚度


厚度(或深度) t(G) (Skiena 1990, p. 251; Beineke 1997) 或 theta(G) (Harary 1994, p. 120) 一個 G平面 邊匯出子圖 P_i 的最小數量,使得 圖的並  union _iP_i=G (Skiena 1990, p. 251)。

平面圖 G 的厚度因此為 t(G)=1,而 非平面圖 G 的厚度滿足 t(G)>=2。 由兩個平面圖的並組成的圖(即,厚度為 1 或 2)被稱為 雙平面圖 (Beineke 1997)。

確定圖的厚度是一個 NP 完全問題 (Mansfeld 1983, Beineke 1997)。 許多小型命名或索引圖的預計算厚度可以在 Wolfram 語言 中使用以下命令獲得GraphData[,"厚度"].

GraphThickness

圖的厚度的下界由下式給出

 t(G)>=[m/(3n-6)],
(1)

其中 m 是邊的數量,n>=3 是頂點的數量,[x]向上取整函式 (Skiena 1990, p. 251)。 上面的例子展示了 完全圖 K_9 分解為三個平面子圖。 這個分解是最小的,因此 t(K_9)=3,與界限 t(K_9)>=[36/(3·9-6)]=2 一致。

根據 Brooks 定理,圖的厚度最多比圖的 區域性交叉數 大 1 (Kainen 1973, Thomassen 1988)。

完全圖 K_n 的厚度滿足

 t(K_n)=|_(n+7)/6_|
(2)

除了 t(K_9)=t(K_(10))=3 (Vasak 1976, Alekseev and Gonchakov 1976, Beineke 1997)。 對於 n=1, 2, ..., 厚度因此為 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, ... (OEIS A124156)。

完全二分圖 K_(m,n) 的厚度由下式給出

 t(K_(m,n))=[(mn)/(2(m+n-2))]
(3)

除非可能在 mn 都是奇數的情況下,並且,取 m<n,存在一個偶數整數 rn=|_r(m-2)/(m-r)_| (Beineke et al. 1964; Harary 1994, p. 121; Beineke 1997, 其中 Beineke 1997 給出的例外條件中的向上取整已更正為向下取整)。 最小的此類例外值總結在下表中。

mnr
13174
17215
19296
19477
21256
23759
25297
25599

根據 Beineke (1997),m<30 的例外二分指數的唯一子集是 K_(19,29)K_(19,47)K_(23,27)K_(25,59)K_(29,129)

K_(n,n) 的厚度因此由下式給出

 t(K_(n,n))=|_(n+5)/4_|
(4)

(Harary 1994, p. 121),對於 n=1, 2, ... 給出值 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, ... (OEIS A128929)。

最後,超立方體圖 Q_n 的厚度由下式給出

 t(Q_n)=[(n+1)/4]
(5)

(Harary 1994, p. 121),對於 n=1, 2, ... 給出值 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 6, (OEIS A144075)。

還引入了圖厚度的許多變體,例如外平面厚度、樹蔭數、書厚度和環面厚度 (Beineke 1997)。


另請參閱

雙平面圖, 圖的粗糙度, 區域性交叉數, 平面圖

使用 探索

參考文獻

Alekseev, V. B. and Gonchakov, V. S. "Thickness of Arbitrary Complete Graphs." Mat. Sbornik 101, 212-230, 1976.Beineke, L. W. "Biplanar Graphs: A Survey." Computers Math. Appl. 34, 1-8, 1997.Beineke, L. W. and Harary, F. "On the Thickness of the Complete Graph." Bull. Amer. Math. Soc. 70, 618-620, 1964.Beineke, L. W. and Harary, F. "The Thickness of the Complete Graph." Canad. J. Math. 17, 850-859, 1965.Beineke, L. W.; Harary, F.; and Moon; J. W. "On the Thickness of the Complete Bipartite Graph." Proc. Cambridge Philos. Soc. 60, 1-6, 1964.Harary, F. "Covering and Packing in Graphs, I." Ann. New York Acad. Sci. 175, 198-205, 1970.Harary, F. Graph Theory. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 120-121, 1994.Harary, F. and Palmer, E. M. Graphical Enumeration. New York: Academic Press, p. 225, 1973.Harary, F. and Palmer, E. M. "A Survey of Graph Enumeration Problems." In A Survey of Combinatorial Theory (Ed. J. N. Srivastava). Amsterdam: North-Holland, pp. 259-275, 1973.Hearon, S. M. "Planar Graphs, Biplanar Graphs and Graph Thickness." Master of Arts thesis. San Bernadino, CA: California State University, San Bernadino, 2016.Kainen, P. C. "Thickness and Coarseness of Graphs." Abh. Math. Semin. Univ. Hamburg 39, 88-95, 1973.Mansfeld, A. "Determining the Thickness of a Graph is NP-Hard." Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 93, 9-23, 1983.Meyer, J. "L'épaisseur des graphes completes K_(34) et K_(40)." J. Comp. Th. 9, 1970.Skiena, S. Implementing Discrete Mathematics: Combinatorics and Graph Theory with Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, p. 251, 1990.Sloane, N. J. A. Sequences A124156, A128929, and A144075 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Thomassen, C. "Rectilinear Drawings of Graphs." J. Graph Th. 12, 335-341, 1988.Tutte, W. T. "The Thickness of a Graph." Indag. Math. 25, 567-577, 1963.Vasak, J. M. "The Thickness of the Complete Graph." Not. Amer. Math. Soc. 23, A-479, 1976.West, D. B. Introduction to Graph Theory, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, p. 261, 2000.

在 中引用

圖的厚度

引用為

Weisstein,Eric W. “圖的厚度”。來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/GraphThickness.html

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