Novel procedures for graph edge-colouring

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zatesko, Leandro Miranda
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS)
Texto Completo: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/2550
Resumo: O índice cromático de um grafo G é o menor número de cores necessário para colorir as arestas de G de modo que não haja duas arestas adjacentes recebendo a mesma cor. Pelo célebre Teorema de Vizing, o índice cromático de qualquer grafo simples G ou é seu grau máximo ∆, ou é ∆ +1, em cujo caso G é dito Classe 1 ou Classe 2, respectivamente. Computar uma coloração de arestas ótima de um grafo ou simplesmente determinar seu índice cromático são problemas NP-difíceis importantes que aparecem em aplicações notáveis, como redes de sensores, redes ópticas, controle de produção, e jogos. Neste trabalho, nós apresentamos novos procedimentos de tempo polinomial para colorir otimamente as arestas de grafos pertences a alguns conjuntos grandes. Por exemplo, seja X a classe dos grafos cujos maiorais (vértices de grau ∆) possuem soma local de graus no máximo ∆2−∆ (entendemos por ‘soma local de graus’ de um vértice x a soma dos graus dos vizinhos de x). Nós mostramos que quase todo grafo está em X e, estendendo o procedimento de recoloração que Vizing usou na prova para seu teorema, mostramos que todo grafo em X é Classe 1. Nós também conseguimos resultados em outras classes de grafos, como os grafos-junção, os grafos arco-circulares, e os prismas complementares. Como um exemplo, nós mostramos que um prisma complementar só pode ser Classe2 se for um grafo regular distinto do K2. No que diz respeito aos grafos-junção, nós mostramos que se G1 e G2 são grafos disjuntos tais que|V(G1)|6|V(G2)|e ∆(G1) > ∆(G2), e se os maiorais de G1 induzem um grafo acíclico, então o grafo-junção G1∗G2 é Classe1. Além desses resultados em coloração de arestas, apresentamos resultados parciais em coloração total de grafos-junção, de grafos arco-circulares, e de grafos cobipartidos, bem como discutimos um procedimento de recoloração para coloração total.
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Por exemplo, seja X a classe dos grafos cujos maiorais (vértices de grau ∆) possuem soma local de graus no máximo ∆2−∆ (entendemos por ‘soma local de graus’ de um vértice x a soma dos graus dos vizinhos de x). Nós mostramos que quase todo grafo está em X e, estendendo o procedimento de recoloração que Vizing usou na prova para seu teorema, mostramos que todo grafo em X é Classe 1. Nós também conseguimos resultados em outras classes de grafos, como os grafos-junção, os grafos arco-circulares, e os prismas complementares. Como um exemplo, nós mostramos que um prisma complementar só pode ser Classe2 se for um grafo regular distinto do K2. No que diz respeito aos grafos-junção, nós mostramos que se G1 e G2 são grafos disjuntos tais que|V(G1)|6|V(G2)|e ∆(G1) > ∆(G2), e se os maiorais de G1 induzem um grafo acíclico, então o grafo-junção G1∗G2 é Classe1. Além desses resultados em coloração de arestas, apresentamos resultados parciais em coloração total de grafos-junção, de grafos arco-circulares, e de grafos cobipartidos, bem como discutimos um procedimento de recoloração para coloração total.The chromatic index of a graph G is the minimum number of colours needed to colour the edges of G in a manner that no two adjacent edges receive the same colour. By the celebrated Vizing’s Theorem, the chromatic index of any simple graph G is either its maximum degree ∆ or it is ∆+1, in which case G is said to be Class 1 or Class 2, respectively. Computing an optimal edge-colouring of a graph or simply determining its chromatic index are importantNP-hard problems which appear in noteworthy applications, like sensor networks, optical networks, production control, and games. In this work we present novel polynomial-time procedures for optimally edge-colouring graphs belonging to some large sets of graphs. For example, let X be the class of the graphs whose majors (vertices of degree ∆) have local degree sum at most ∆2−∆ (by ‘local degree sum’ of a vertex x we mean the sum of the degrees of the neighbours of x). We show that almost every graph is in X and, by extending the recolouring procedure used by Vizing’s in the proof for his theorem, we show that every graph in X is Class 1. We further achieve results in other graph classes, such as join graphs, circular-arc graphs, and complementary prisms. For instance, we show that a complementary prism can be Class 2 only if it is a regular graph distinct from the K2. Concerning join graphs, we show that if G1 and G2 are disjoint graphs such that |V(G1)|6|V(G2)|and ∆(G1) > ∆(G2), and if the majors of G1 induce an acyclic graph, thenthejoingraphG1∗G2 isClass1. Besidestheseresultsonedge-colouring,we present partial results on total colouring joingraphs,cobipartitegraphs,andcircular-arcgraphs, as well as a discussion on a recolouring procedure for total colouring.Submitted by SUELEN SPINDOLA BILHAR (suelen.bilhar@gmail.com) on 2019-03-08T13:26:30Z No. of bitstreams: 1 ZATESKO.pdf: 4283276 bytes, checksum: 3a58a55fc3cfff9192f7d340c8bb7607 (MD5)Approved for entry into archive by Diego dos Santos Borba (dborba@uffs.edu.br) on 2019-03-11T11:35:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ZATESKO.pdf: 4283276 bytes, checksum: 3a58a55fc3cfff9192f7d340c8bb7607 (MD5)Made available in DSpace on 2019-03-11T11:35:57Z (GMT). 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