Mérkőzés grafikonja

A gráfelméletben az illesztési gráf olyan gráf, amely úgy rajzolható meg egy síkon, hogy minden éle egy hosszúságú szakasz, és az élek nem metszik egymást. Így ennek a gráfnak van beágyazása a síkban egységnyi távolsággráfként és síkgráfként is . Informálisan szólva, egy egyezési gráfot nem metsző egyezésekkel is ki lehet rakni egy sík felületre , innen ered a név [1] .

Szabályos egyezési grafikonok

A gyufaszál-gráfokkal kapcsolatos sok kutatás olyan reguláris gráfokra vonatkozik, amelyekben minden csúcsnak ugyanannyi szomszédja van. Ezt a számot a gráf fokának nevezzük.

Ismeretes, hogy a negyedikig minden fokú egyezési grafikon létezik. Az egy, kettő és három csúcsot tartalmazó teljes gráfok (egy csúcs, egy él és egy háromszög) gyufaszál-gráfok, 0-, 1-, illetve 2-regulárisak. A legkisebb, 3 szabályos gyufaszál gráfot két rombuszmásolat alkotja, amelyek úgy helyezkednek el, hogy a megfelelő csúcsok egységnyi távolságra legyenek. Kettős bipartit fedője egy nyolcszögletű prizma metszéspontokkal rendelkező grafikonja [1] .

1986-ban Heiko Harbort bemutatta az Earl-t, aki megkapta a nevét - Earl of Harbort . 104 élével és 52 csúcsával ez a gráf a legkisebb ismert példa egy 4 szabályos egyezésű gráfra [2] . A grafikon merev [3] .

Lehetetlen, hogy egy szabályos illesztési gráf foka nagyobb legyen négynél [4] .

Amint azt Kurtz és Mazukolo [5] mutatja , a legkisebb 3 szabályos háromszög nélküli gyufaszál gráfnak (körméret ≥ 4) 20 csúcsa van. Ezen kívül bemutatták a legkisebb ismert példát egy 3 szabályos gyufaszál gráfra, amelynek kerülete 5 (180 csúcs).

Számítási összetettség

Annak ellenőrzése, hogy egy adott irányítatlan síkgráf ábrázolható-e matchstick gráfként, NP-nehéz probléma [6] [7]

Kombinatorikus felsorolás

A különböző (izomorfizmusig) illesztési gráfok száma tíz élig ismert [8] [9] :

1., 1. , 3. , 5. , 12. , 28. , 74. , 207., 633., 2008, …

Jegyzetek

  1. 1 2 Weisstein, Eric W. MatchstickGraph  a Wolfram MathWorld webhelyén .
  2. Heiko kikötő. A matematika könnyebb oldala: Eugéne Strens Memorial Conference of Recreational Mathematics and its History anyaga, Calgary, Kanada, 1986 / RK Guy, RE Woodrow. - Washington, DC: Mathematical Association of America , 1994. - 281-288. . Amint azt Weisstein, Eric W. HarborthGraph idézi  a Wolfram MathWorld webhelyen .
  3. Gerbracht EH-A. Minimális polinomok a Harborth-gráf koordinátáihoz. - 2006. - arXiv : math.CO/0609360 .
  4. Sascha Kurz, Rom Pinchasi. Szabályos gyufaszál-grafikonok  // American Mathematical Monthly . - 2011. - T. 118 , sz. 3 . - S. 264-267 . doi : 10.4169 / amer.math.monthly.118.03.264 .
  5. Kurz Sascha, Mazzuoccolo Giuseppe. 3 szabályos gyufaszál-gráfok adott kerülettel // Geombinatorics . - 2010. - T. 19 . - S. 156-175 .
  6. Peter Eades, Nicholas C. Wormald. A rögzített élhosszúságú gráfrajz NP-kemény // Discrete Applied Mathematics . - 1990. - T. 28 , sz. 2 . - S. 111-134 . - doi : 10.1016/0166-218X(90)90110-X .
  7. Sergio Cabello, Erik D. Demaine, Günter Rote. Meghatározott élhosszúságú gráfok síkbeli beágyazása // Journal of Graph Algorithms and Applications . - 2007. - T. 11 , sz. 1 . - S. 259-276 .
  8. OEIS szekvencia A066951 = Nem izomorf összefüggő gráfok száma , amelyek a síkban n egység hosszúságú élekkel rajzolhatók
  9. Raffaele Salvia. Gyufaszál-grafikonok katalógusa. - 2013. - arXiv : 1303.5965 .