グラフ同型のグラフの自己同型の数


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LETおよび 2つのでありサイズの-regular接続グラフ。LET順列の集合ように。場合、はの自己同型のセットです。GHrnPPGP1=HG=HG

サイズの最もよく知られている上限は何ですか? 特定のグラフクラス(完全/サイクルグラフを含まない)の結果はありますか?


注:自己同型グループの構築は、グラフの同型問題を解くのと同じくらい(計算の複雑さに関して)困難です。実際、自己同型性を数えることだけが多項式時間であり、グラフ同型性に相当します。

回答:


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Wormaldの場合に示されている接続されている3 2n個の頂点を持つ-regularグラフその後の同型の数Gが分割3 N 2 Nを。特に、これは3正規の場合に重要な指数の上限を与えます。たぶん、一般的なk正規グラフのこの行に結果があるでしょう。G3G3n2n3k

下限については、式検討用いて、Nゲートが付加されている入力ファンイン2.その後のresut使用のゲートトラン構築することができるものを -regularグラフと自己同型グループがすべての可能な評価をエンコードする頂点。これは、自己同型の数が少なくともであることを意味し ます。これは、頂点の数の関数として、正則グラフの自己同型の数に指数的な下限があることを示しています。FnK G F O K 2N F G F K N KmodkkG(F)O(k2n)FG(F)knk


次のグラフを検討してください。1. 通常のグラフとr 2の通常のグラフ(完全なグラフもサイクルグラフもない)は、E個のエッジを介して互いに結合されています。この結合されたグラフは不規則なグラフ G 2.それぞれです。r 1の正則グラフの頂点には、r 2の正則グラフのエッジがあります。r 2レギュラーグラフと同じ数のエッジを持つr 1レギュラーグラフの2つの頂点はありません。Gの自己同型は指数関数的ですか?r1r2Gr1r2r1r2
ジム

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はい。グラフG2は指数関数的な自己同型の数を持つことができます。H1を、1 ... nの番号が付けられたn個の頂点を持つ任意のr1正規グラフとする Dをダイアモンドグラフ、つまり、以前は隣接していなかった2つの頂点を接続するエッジを持つ4サイクルとする。これら2つの頂点がDの内部頂点であるとしましょう。他の2つの頂点はDの外部頂点です。明らかに、両方の内部頂点を交換し、外部頂点をそのままにしておくオートモーフィズムがあります。
Mateus de Oliveira Oliveira

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ここで、1からn(n + 1)/ 2までの番号が付けられたn(n + 1)/ 2の頂点を持つ2つのサイクルC1およびC2の素結合を考えてみましょう。diamodグラフのn(n + 1)/ 2コピーも考慮してください。次に、各iについて、D_iの外部頂点の1つをC1のi番目の頂点に接続し、他の外部頂点をC2のi番目の頂点に接続します。この場合、このプロセスで取得されるグラフH2は3正則であり、各D_iの内部頂点を個別に交換できるため、指数関数的な数の自己変形があります。
Mateus de Oliveira Oliveira

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次に、H1の各頂点v_jについて、v_jから2jエッジをダイヤモンドの内部頂点に追加して、ダイヤモンドD_iの両方の内部頂点がH1の同じ頂点に接続されるようにします。これは、ひし形の内部頂点が依然として交換可能であることを保証するため、グラフG2の自己同型の総数は指数関数的です。
Mateus de Oliveira Oliveira

次数と最大原子価kの接続グラフが最大でn k k 1 n 2の次数の自己同型群を持つことを示すのは簡単です。2番目の頂点から始めて、各頂点が前に来た少なくとも1つの頂点に隣接するように、頂点の順序を見つけます。ましょうGはiが第1固定サブグループであるI頂点。これはサブグループの降順のチェーンですG G 1 | NおよびG N = 1kkk12G|GG1|G=1。それは軌道安定装置の定理に続く、および| G iG i + 1 | K - 1のためのI { 2 ... N - 1 }|G1G2|k|GG+1|k1{21}
ベレット

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グラフの切断を許可すると、頂点の数に関して適切な上限がなくなります。

正則グラフの場合、l個の完全なグラフK r + 1の素な和集合を取ります。その後、グラフは有するR + 1 Lの頂点、及びR + 1 リットル自己同型。rlKr+1(r+1)l(r+1)!l!

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