支配集合問題は、最大次数3 NP完全の平面2部グラフに制限されていますか?


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グラフ内のDOMINATING SET問題のNP完全性の結果を知っている人はいますか?

最大次数3の平面グラフのクラス(Garey and Johnsonの本を参照)、および最大次数3の2部グラフ(NPのM.ChlebíkおよびJ.有界度グラフで集合問題を支配する」)が、文献では2つの組み合わせを見つけることができませんでした。


3
クロスポストする場合、次回は元の投稿にリンクしてください。 mathoverflow.net/questions/43720/...。クロスポストに関するよくある質問もご覧ください。
— 伊藤剛

3
(1)3を他の定数に増やした場合、何かわかりますか?(2)「最大次数3」がさらに「3正規」に制限されている特殊なケースについて何か知られていますか?(Pであることが知られていますか?最大次数3の場合と同等であることが知られていますか?)(3)好奇心から、これの適用はありますか、またはそれだけに興味がありますか?(念のため、アプリケーションなしの問題が悪いと言っているわけではありません。アプリケーションがある場合、質問がより面白くなるかもしれないので、私はそれを尋ねています。)
— 伊藤剛

(1)私の知らないこと(2)いいえ。しかし、私はそれも難しいと思うグラフ
— Florent Foucaud

回答:


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単に次何をする場合:Aグラフが与えられると、別のグラフを構築G ' = (V ∪ U 、Eを')の各エッジ細分化することによりGを 4部に、ここで、Uは導入した新しいノードのセットです。U | = 3 | EG=(V,E)G′=(V∪U,E′)GU。|U|=3|E|

グラフは2部構成です。さらに、Gが平面で最大値を持つ場合。次数3、GG′Gも平面で、最大値を持ちます。程度3。G′

ましょうに設定支配(最小値)であるG '。エッジを考える(X 、Y )∈ Eパスを形成するために細分化された(X 、、B 、C 、Y )におけるGを'。今、はっきりとの少なくとも一方、bが、cがであるD "。我々は複数の持っている場合はさらに、B 、CにDを'、我々は変更することができD′G′(x,y)∈E(x,a,b,c,y)G′a,b,cD′a,b,cD′ため、有効な支配セットのままであり、サイズは増加しません。例えば、我々が持っている場合 ∈ D 'および C ∈ Dを。したがって、私たちが持っているブログ | D 「 ∩ U | = | E | 。D′a∈D′、我々は等しく良好に除去することができる Cをから D 'と追加 yとに D 'c∈D′cD′yD′|D′∩U|=|E|

次に考える。その仮定のx ∈ VおよびX ∉ D 'を。その後、我々はノードを有していなければならない∈ D 'ように(X 、)∈ E '。したがって、エッジがある(X 、Y )∈ E我々はパス有するように(X 、、B 、C 、Y )におけるGは'D=D′∩Vx∈Vx∉D′a∈D′(x,a)∈E′(x,y)∈E(x,a,b,c,y)G′。以来と ∈ D '、我々は、B 、Cをa,b,c∈Ua∈D′、および支配する C我々が持っている必要があり、Y ∈ D '。したがってに Gのノード Yの近隣であり、Xと Y ∈ Dは。つまり、 Dはb,c∉D′cy∈D′Gyxy∈DD。G

逆に、Gの(最小)支配集合を考えます。支配集合構築D "のためのG "となるように| D ′ | = | D | + | E | 次のエッジについて(X 、Y )∈ Eパスを形成するために細分化された(X 、、B 、C 、Y )におけるG '、我々は追加」場合DGD′G′|D′|=|D|+|E|(x,y)∈E(x,a,b,c,y)G′ DをaにD′及び Y ∈ D。我々は追加のCをする D 」場合のx ∈ Dと yの∉ D ; それ以外の場合は、 D ′に bを追加します。これで、 D ′が G ′の支配集合であることを確認できます。構成により、 Uのすべてのノードが支配されます。今、聞かせてのx ∈ V ∖ D "。そこである Y ∈ V (xは、x∉Dy∈DcD′x∈Dy∉DbD′D′G′Ux∈V∖D′y∈Vように(x,y)∈E、ひいてはパスに沿って我々は∈ D '支配、Xは。(x,a,b,c,y)a∈D′x

要約すると、がサイズkの支配的なセットを持っている場合、G ′は最大でk + | E | 、およびG ′がサイズk + | E | 、Gは最大でkのサイズの支配的なセットを持ちます。GkG′k+|E|G′k+|E|Gk

編集:イラストを追加しました。上:元のグラフ ; 中央:「正規化された」支配集合をもつグラフG '。下:任意の支配集合をもつグラフG '。GG′G′

An example


1
いい答え。
— モハマドアルトルコ

ありがとう、私の質問にうまく答えています(素敵な写真がなくても;)制限された程度の?面白いと思う。
— フローレントフーコー

2
それが質問に答えるなら、おそらくあなたは答えを受け入れることを考慮するべきです... :)他の問題に関しては、頂点カバーはどんな二部グラフでも簡単です。しかし、エッジを支配するセットは、この設定で勉強するのに自然な問題かもしれないと思いますか?
— ユッカスオメラ

ケーニヒの定理を思い出させてくれて、緑色のチェックボックスをチェックしてくれてありがとう;)
— Florent Foucaud

確かな答え
— ガブリエルフェア
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