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環面交叉數


G 的環面交叉數 cr_(1)(G) 是圖 G環面上繪製時所需的最小交叉數。

平面圖的環面交叉數為 0,環面交叉數為 0 的非平面圖稱為環面圖。環面交叉數為 0 的非平面圖圖虧格為 1,因為它可以在環面上嵌入(但不能在平面上嵌入),且沒有交叉。

圖交叉數 Graph Crossing Number 或直線交叉數 Rectilinear Crossing Number 小於 2 的圖的環面交叉數為 0。更一般地,移除單條邊後變為平面圖的圖(換句話說,圖的偏斜度 mu(G)<2 的圖 G)也具有環面交叉數 0。然而,存在環面交叉數 cr_(1)(G)=0 的圖,其所有移除單邊子圖都是非平面圖,因此這個條件是充分的但不是必要的。

如果一個有 m>1 條邊的圖 G 的環面交叉數 cr_(1)(G)=0,那麼 cr(G)<(e; 2) (Pach and Tóth 2005),其中 (n; k) 表示二項式係數。此外,如果 G 是一個有 n 個頂點,最大頂點度 Delta 的圖,且其環面交叉數 cr_(1)(G)=0,那麼

 cr(G)<=cDeltan,
(1)

其中 c 是一個正常數 (Pach and Tóth 2005)。

完全圖 K_n 對於 n=1, 2, ... 的環面交叉數是 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 4, 9, 23, 42, 70, 105, 154, 226, 326, ... (OEIS A014543)。

K_(3,n) 在環面上的交叉數由下式給出

 nu_t(K_(3,n))=|_((n-3)^2)/(12)_|
(2)

(Guy and Jenkyns 1969, Ho 2005)。因此,對於 n=1, 2, ... 的前幾個值是 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, ... (OEIS A008724)。

K_(4,n) 在環面上的交叉數由下式給出

 nu_t(K_(4,n))=1/2|_n/4_|[n-2(1+|_n/4_|)]
(3)

(Ho 2009)。因此,對於 n=1, 2, ... 的前幾個值是 0, 0, 0, 0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 30, 36, ... (OEIS A182568)。有趣的是,相同的結果也適用於 K_(1,3,n)K_(2,2,n)K_(1,1,2,n)K_(1,1,1,1,n)

完全二分圖 K_(m,n) 的環面交叉數總結在下表中。

m\n123456
1000000
200000
30000
4024
558
612

另請參閱

圖交叉數, 圖虧格, 圖的偏斜度, 克萊因瓶交叉數, 非平面圖, 平面圖, 射影平面交叉數, 直線交叉數, 環面圖, 環面

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參考文獻

Altshuler, A. "Construction and Enumeration of Regular Maps on the Torus." Disc. Math. 4, 201-217, 1973.Gardner, M. "Crossing Numbers." 第 11 章,Knotted Doughnuts and Other Mathematical Entertainments. New York: W. H. Freeman, 頁 133-144, 1986.Guy, R. K. and Jenkyns, T. "The Toroidal Crossing Number of K_(m,n)." J. Combin. Th. 6, 235-250, 1969.Guy, R. K.; Jenkyns, T.; and Schaer, J. "Toroidal Crossing Number of the Complete Graph." J. Combin. Th. 4, 376-390, 1968.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, 頁 259-275, 1973.Ho, P. T. "The Crossing Number of K_(4,n) on the Real Projective Plane." Disc. Math. 304, 23-33, 2005.Ho, P. T. "The Toroidal Crossing Number of K_(4,n)." Disc. Math. 309, 3238-3248, 2009.Pach, J. and Tóth, G. "Thirteen Problems on Crossing Numbers." Geocombin. 9, 195-207, 2000.Pach, J. and Tóth, G. "Crossing Number of Toroidal Graphs." In International Symposium on Graph Drawing (Ed. P. Healy and N. S. Nikolov). Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag: 頁 334-342, 2005.Riskin, A. "On the Nonembeddability and Crossing Numbers of Some Toroidal Graphs on the Klein Bottle." Disc. Math. 234, 77-88, 2001.Sloane, N. J. A. Sequences A008724, A014543, and A182568 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Thomassen, C. "Tilings of the Torus and the Klein Bottle and Vertex-Transitive Graphs on a Fixed Surface." Trans. Amer. Math. Soc. 323, 605-635, 1991.

在 中被引用

環面交叉數

請引用為

Weisstein, Eric W. "Toroidal Crossing Number." 來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/ToroidalCrossingNumber.html

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