(最新版)南开大学数学科学学院毕业论文(4)

2018-11-26 22:03

下面考虑的最大独立数。

由于顶点与其他所有点都相邻,所以的包含顶点的独立集的顶点数为1。设为独立集,则?i?S, 都有i?1 (mod n)?S。因此,。 另外,S?{2i|i?0, 1, ... , n/2?1}为独立集,且。 从而,。

由定理2.8知,g(Gwheel(n),s)?(n?1)?n/2?n/2?1。 2. 当为奇数时

类似于上述为偶数的情形,分别计算团覆盖数和最大独立数。

中没有顶点数大于3的完全子图(团),而且除掉顶点之后中没有顶点数大于2的完全子图(团)。

因此,Gwheel(n)???(n?1?3)/2?1???(n?1)/2。

n/2?2所以,Gwheel(n)?

?{2i,2i?1}?{n?1,n}为最大数团覆盖,即

i?0 (3.10)

设为独立集,与上述为偶数的情形类似地可以证明

(3.11)

因此,S?{2i|i?0,1,...,(n?1)/2?1}()为最大独立集,即

(3.12)

由定理2.8知,(n?1)/2?g(Gwheel(n),s)?(n?1)/2?1。

下面考虑时任意图上加一个顶点并与此点连接所有顶点的情形。为此,先规定如下符号。

设为无向图,用表示顶点集为、边集为的无向图。 定义3.11设为无向图,为无向图的一个猜测策略, 则称为的共轭策略,记为,其中表示维向量。 引理

证明: 对任意,记,则有

F(X)?1n?F(1n?X)?1n?F(X)?1n?X?X

(3.13)

反之,当时有,。

而且显然有当且仅当。因此,。

由引理可以知道,当为最优策略是也为最优策略。 定理3.5 设为无向图,则有

g(G,2)?log23?1?g(G?{vn?1},2)?g(G,2)?1

(3.14)

证明:设为最优策略,即。

记M??X?Fix(F)|F(X)?X?,并称为对称固定点集。 不妨设 (否则,以最优策略代替)。 上取如下策略,

?f(x,...,xi?1,xi?1,...,xn):xn?1?0其中hi(x1,...,xi?1,xi?1,...,xn?1)??i1 ,

?fi(x1,...,xi?1,xi?1,...,xn):xn?1?1

则对有,,

从而,Fix(H)?2Fix(F)?M?3Fix(F)/2。

故 g(G??vn?1?,2)?log2Fix(H)?log2Fix(H)?log23?1?g(G,2)?log23?1。□ 例3.1 无向轮图的猜测数为

(3.16)

?0:X?Fix(F)\\M hn?1(x1,x2,...,xn)??1:X?Fix(F)\\M?(3.15)

证明:在文[8]中介绍了无向轮图的猜测数为,并且最优策略为

,其中

(3.17)

此时,按定理3.5证明构造轮图的猜测策略,其为如下

(3.18)

??0 当x?y?x6时?0 当X?(x1,...,x5)?Fix(F)其中f(x1,...,x5)??,fi(x,y,x6)??

1 否 则 ???1 当X?15?X?Fix(F) 表示第 ()顶点所得到的信息。则由推论2.5有,

log25?1?log2Fix(F?)?g(Gwheel(5),2)?g(C5,2)?1?log25?1

(3.19)

故。

从例3.1可以猜想无向奇轮图的猜测数等于奇圈的猜测数加1。

定理3.6 无向轮图的猜测数为

g(Gwheel(n),s)?n/2?1 : 当n为偶数g(Gwheel(n),s)?g(Cn,s)?1 : 当n为奇数 (3.20)

证明:只需证明为奇数的情形。

设为奇圈的最优策略,其中为顶点的局部策略。 下面考虑上的策略

fi(xi?1,xi?1,xn)?fi(xi?1,xi?1) , 1?i?n?3

(3.21)

f0(x1,xn?1,xn)?f0(x1,xn?1?xn), fn?2(xn?3,xn?1,xn)?fn?2(xn?3,xn?1?xn) (3.22)

fn?1(x0,xn?2,xn)?fn?1(x0,xn?2)?xn fn(x0,x1,...,xn?1)?fn?1(x0,xn?2)?xn?1

(3.23) (3.24)

则对任意和任意有

fi(xi?1,xi?1,xn?1?a)?fi(xi?1,xi?1)?xi , 1?i?n?3

fn?2(xn?3,a,xn?1?a)?fn?2(xn?3,a?xn?1?a)?fn?2(xn?3,xn?1)?xn?2 fn?1(x0,xn?2,xn?1?a)?fn?1(x0,xn?2)?xn?1?a?xn?1?xn?1?a?a

fn(x0,x1,...,a)?fn?1(x0,xn?2)?a?xn?1?a

(3.25) (3.26) (3.27) (3.28)

因此,x??x0,x1,...,xn?2,a,xn?1?a??Fix(P),即有

(3.29)

从而,g(Gwheel(n),s)?logsFix(P)?1?logsFix(P)?1?g(Cn?1,s)。 由推论2.5有,。

四.结束语

由于确定图的猜测数是NP-难问题,而且猜测数的研究起步比较晚,目前还没得到一种系统有效的计算方法。2006年S.Riis[3]提出猜测数问题之后,T.Wu等人从不同的角度出发研究了图的猜测数问题。他们用图的独立数、团覆盖数和圈填充数[5]给出了猜测数的上下界。此外,用熵[5]、猜测图[7]和编码图[8]等新的概念把猜测数问题转化为另一种问题,并且用此工具算出了一些特殊图的猜测数。但是对很多图,特别对无向奇圈尚未得到确切的猜测数值。

目前,除了奇圈之外对其他简单图的猜测数已经得到了一定的结果,因此我们需要考虑笛卡尔积等图的扩充图的猜测数问题,。对于完全图、二部图、路、有向圈和无向偶圈之间笛卡尔积的猜测数,已经得到了非常好的结论。进一步,我们还可以考虑树、Caylay图、多部图等图和上述图之间笛卡尔积的猜测数问题。

本文中所考虑的轮图为比较简单的扩充图,它是由一个圈添加一个顶点并连接所有顶点得到的图。对于有向轮图和顶点数为奇数的轮图,我们在第三章中给出了确切的猜测数,而对于顶点数为偶数的轮图,证明了其猜测数等于奇圈的猜测数加一。

猜测数方面仍然有非常大的研究空间,本人今后也将不断开拓创新,为寻求一个解决猜测数问题的系统有效的方法做出贡献。

参考文献

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Communications. IEEE Transactions on Information Theory, vol.45 May 1999.

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