Kritikus gráf
A kritikusság általánosságban bármilyen tulajdonságra vagy mértékre utalhat. A gráfelmélet területén a kifejezést szinte mindig egy gráf kromatikus számával kapcsolatban használjuk. A kritikus gráfok érdekességét az adja, hogy a gráfelméletileg fontos tulajdonság, a kromatikus szám szempontjából minimálisak. Precízebben:
Egy G gráf csúcsa vagy éle a gráf kritikus eleme, ha törlésével G kromatikus száma csökkenne. Nyilvánvalóan a csökkenés legfeljebb 1-gyel történhet.
Egy kritikus gráf olyan gráf, melynek minden csúcsa vagy éle kritikus elem. Egy k-kritikus gráf olyan kritikus gráf, aminek kromatikus száma k; ha egy k kromatikus számú G gráf minden csúcsa kritikus elem, akkor a gráf k-csúcskritikus, ha pedig egy k élkromatikus számú (kromatikus indexű) gráf minden éle kritikus elem, akkor a gráf k-élkritikus.
Az n csúccsal és m éllel rendelkező k-kritikus G gráfok néhány tulajdonsága:
- G egyetlen komponensből áll.
- G véges (ez a de Bruijn–Erdős-tétel: de Bruijn & Erdős 1951).
- δ(G) ≥ k − 1, tehát minden csúcs legalább k − 1 csúccsal szomszédos. Ami ennél erősebb G (k − 1)-szeresen élösszefüggő. Lásd (Lovász 1992)
- Ha G (k − 1)-reguláris, tehát minden csúcs pontosan k − 1 csúccsal szomszédos, akkor G vagy a Kk vagy egy páratlan kör. Ez a Brooks-tétel; lásd (Brooks & Tutte 1941)).
- 2 m ≥ (k − 1) n + k − 3 (Dirac 1957).
- 2 m ≥ (k − 1) n + [(k − 3)/(k2 − 3)] n (Gallai 1963a).
- G vagy felbontható két kisebb kritikus gráfra, ahol minden csúcsot a másik részgráf minden csúcsával él köti össze, vagy G-nek legalább 2k − 1 csúcsa van (Gallai 1963b). Ennél erősebb állítás is igaz: G vagy felbontható az előbbi módon, vagy G minden v csúcsához tartozik olyan k-színezés, amiben v színe nem szerepel más csúcsnál, minden más színosztályba pedig legalább két csúcs tartozik (Stehlík 2003).
Könnyen belátható, hogy G pontosan akkor csúcskritikus, ha minden v csúcsához tartozik egy optimális, jó színezése, melyben v egyelemű színosztály.
(Hajós 1961) alapján minden k-kritikus gráf előállítható a Kk teljes gráfból a Hajós-konstrukció és a két nem szomszédos csúcs azonosításának művelete segítségével. Az így megalkotott gráfok jó színezéséhez mindig legalább k színre van szükség.
Egy kétszeresen kritikus gráf vagy duplakritikus gráf (double-critical graph) olyan összefüggő gráf, melyben bármely két szomszédos csúcs törlése a kromatikus számot kettővel csökkenti. Nyitott kérdés, hogy a Kk teljes gráfon kívül létezik-e más duplakritikus k-kromatikus számú gráf (Erdős 1966).
Kapcsolódó szócikkek
[szerkesztés]Fordítás
[szerkesztés]- Ez a szócikk részben vagy egészben a Critical graph című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Jegyzetek
[szerkesztés]- Brooks, R. L. & Tutte, W. T. (1941), "On colouring the nodes of a network", Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 37 (02): 194–197, DOI 10.1017/S030500410002168X.
- de Bruijn, N. G. & Erdős, P. (1951), "A colour problem for infinite graphs and a problem in the theory of relations", Nederl. Akad. Wetensch. Proc. Ser. A 54: 371–373. (Indag. Math. 13.)
- Dirac, G. A. (1957), "A theorem of R. L. Brooks and a conjecture of H. Hadwiger", Proceedings of the London Mathematical Society 7 (1): 161–195, DOI 10.1112/plms/s3-7.1.161.
- Gallai, T. (1963a), "Kritische Graphen I", Publ. Math. Inst. Hungar. Acad. Sci. 8: 165–192.
- Gallai, T. (1963b), "Kritische Graphen II", Publ. Math. Inst. Hungar. Acad. Sci. 8: 373–395.
- Hajós, G. (1961), "Über eine Konstruktion nicht n-färbbarer Graphen", Wiss. Z. Martin-Luther-Univ. Halle-Wittenberg Math.-Natur. Reihe 10: 116–117.
- Jensen, T. R. & Toft, B. (1995), Graph coloring problems, New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-02865-7.
- Stehlík, Matěj (2003), "Critical graphs with connected complements", Journal of Combinatorial Theory, Series B 89 (2): 189–194, DOI 10.1016/S0095-8956(03)00069-8.
- Lovász, László (1992), "Solution to Exercise 9.21", Combinatorial Problems and Exercises (Second Edition), North-Holland.
- Erdős, Paul (1966), "Problem 2", In Theory of Graphs, Proc. Colloq., Tihany, p. 361.