H-free kesim problemi


17

Size bağlı, basit ve yönlendirilmemiş bir grafik H verildiğini varsayalım.

H-serbest kesim problemi aşağıdaki gibi tanımlanır:

Basit, yönlendirilmemiş bir grafik G verildiğinde, kesimler (L ve R) tarafından indüklenen grafiklerin H için izomorfik bir alt çizgi içermemesi için bir kesim (köşelerin boş olmayan iki sete, L, R'ye bölünmesi) vardır. .

Örneğin, H, tek bir kenarla birbirine bağlanmış iki köşeye sahip grafik olduğunda sorun, bir grafiğin iki taraflı ve P'de olup olmadığını belirlemekle aynıdır.

H'nin bir üçgen olması durumunda, bu Monokromatik Üçgen sorununun köşe versiyonu gibidir .

Sanırım, H en az üç köşe ile 2 bağlantılı olduğunda, H-free kesim probleminin NP-Complete olduğunu gösterebildim.

Bu soruna herhangi bir referans bulamadım (ve böylece herhangi bir sonuç).

2 bağlantılılık durumunu düşürüp NP-Tamlığını kanıtlayabilir miyiz?

Yukarıdakileri veya daha güçlü bir sonucu ima eden (veya alakalı olabileceğini düşündüğünüz) bilinen herhangi bir sonuç bilen var mı?


1
"Bence H en az üç köşe ile 2 bağlantılı olduğunda, H-serbest kesim probleminin NP-Complete olduğunu gösterebildim." Bu, üç veya daha fazla köşeye sahip her iki bağlantılı H için H içermeyen kesimin NP tam olduğu anlamına mı geliyor? Aynı şekilde, 2 bağlantılılığı düşürürsek, üç veya daha fazla köşeye sahip her H için H-serbest kesimin NP-tam olduğunu kanıtlamak isteriz?
Evgenij Thorstensen

@Evgenij: Evet, bu tür her H için NP-Complete. Bu yüzden NP-Complete sorunlarının bir sınıfıdır. Diğer soruya da evet.
Aryabhata

Yanıtlar:


9

"Kes" yerine "iki bölümlü" veya "köşe bölümü" veya "renklendirme" terimlerini arayabilirsiniz. 80'lerin ortasından beri (veya muhtemelen daha önce) ima ettiğiniz çizgiler boyunca kromatik sayının çeşitli genellemeleri dikkate alınmıştır. Kanada kombinatorik konferanslarında bazı erken bulunması zor referanslar vardır, ancak Cowen, Goddard ve Jesurum (JGT veya SODA 1997) ve ilgili referansları / alıntıları kontrol etmek isteyebilirsiniz.

Düzenlendi 15/02/2011

Tarafından sivri dışarı olarak Aravind ve Moron (Aşağıdaki yorum) aşağıdaki referanslar göstermektedir -ücretsiz kesim problemi önemsiz durumlar hariç NP-zor.'H

D. Achlioptas. içermeyen renklendirmenin karmaşıklığı . Ayrık Matematik. 165/166 (1997) 21-30. [pdf] .G,

A. Farrugia. Sabit katkı maddesi ile indüklenen kalıtsal özelliklere köşe-bölümleme NP-zordur. Elektron. J. Combin. 11 (2004) # R46 (9 pp).


1
@Moron: Aslında, H-free bölümleme sorusundaki bir cevap cevabımdan çok daha alakalı! cstheory.stackexchange.com/questions/884/h-free-partition/…
RJK

Buna baktım ve alt çizgi vb. İçeren grafik sınıflarıyla ilgili gibi görünüyordu. Bu problem, belirli grafiğin solgunluğu ile ilgilidir.
Aryabhata

@Moron: Farrugia makalesinde, her parçanın katkı maddesi ile indüklendiği, yani ayrık birleşim ve tepe noktası silinmesi altında kapatıldığı durumlar bulunmaktadır. H-freeness, katkı ile indüklenen bir özelliktir.
RJK

1
Haklısın. Ben sadece soyuttan geçiyordum. Aslında, görünüşe göre kağıt users.soe.ucsc.edu/~optas/papers/G-free-complex.pdf de sorulan soru ile ilgilidir! Bu bağlantıları eklemek için cevabınızı düzenleyebilir miyim?
Aryabhata

1
Diğer kağıt pdf burada: www.combinatorics.org/Volume_11/PDF/v11i1r46.pdf
Aryabhata

2

Bunun doğrudan sorunuza (referanslar hakkında) cevap vermeyebileceğinin farkındayım, ancak NP-sertliğini 2 bağlantılı durum olmadan göstermek için olası bir yaklaşımı özetlemek istiyorum. Eksik olan iki şey var: biri 'kaynak sorununun' NP sertliğinin bir kanıtı, tabiri caizse, diğeri ise H-cut'un 'renkli' bir versiyonuna indirebileceğim veya yararlı olmayabilir. İlk darboğaz gelince, zihnimde resmileştirme konusunda tembel olduğuma dair bir kanıtım olduğuna inanıyorum, bu yüzden umarım yakında bunu başaracağım. Bununla birlikte, renkli sürümü sunduğunuza indirmeyi düşündüm, ancak şimdiye kadar az şansla. H'nin 2 bağlantılı olması durumunda kanıtınızı çok merak ediyorum, muhtemelen bazı ayrıntılar verebilir misiniz?

Yani renkli sürüm aşağıdaki gibidir: grafikteki her tepe noktası bir palet P'den (sabit, sonlu küme) bir renk listesi ile donatılmıştır. Hiçbir bölümün H'nin tek renkli bir kopyasını indüklememesi için bir kesim bulmamız gerekir, yani | H | H'nin bir kopyasını indükleyen köşeler ve karşılık gelen renk listesi boş olmayan bir kavşağa sahiptir.

İşte d-SAT'ın sınırlı bir varyantından bir azalma, burada d | H | (D = 2 olduğunda bunun işe yaramayacağına dikkat edin).

D-SAT'ın kısıtlanmış varyantı şudur:

  1. Her cümlenin ya yalnızca pozitif ya da yalnızca negatif değişmez değerleri vardır, sırasıyla P cümleleri ve N cümleleri gibi ifadelere değineyim,

  2. Her P yan tümcesi, iki yan tümcenin aynı değişken kümesini içereceği şekilde bir N yan tümcesi ile eşleştirilebilir.

(Bu görünüşte kısıtlanmış sürümün neden zor olabileceği hakkında bir fikrim var - çok yakından ilişkili bir kısıtlama zor ve kolayca yanlış olabilmeme rağmen oradan bir azalma hayal edebiliyorum!)

Bu sorun göz önüne alındığında, azalma belki de kendini göstermektedir. Grafik, formülün her değişkeni için bir tepe noktasına sahiptir. Her C_i yantümcesi için, yantümceye katılan değişkenler kümesinde H'nin bir kopyasını başlatın ve bu renk kümesine i rengini ekleyin. Bu inşaatı tamamlar.

Herhangi bir ödev doğal olarak bir kesime karşılık gelir:

L = 0 olarak ayarlanmış tüm değişkenlerin kümesi, R = 1 olarak ayarlanmış tüm değişkenlerin kümesi.

İddia, tatmin edici bir atamanın monokromatik-H-serbest bir kesime karşılık gelmesidir.

Başka bir deyişle, (L, R) tatmin edici bir ödevle verildiğinde, ne L ne de R'nin H'nin tek renkli bir kopyasını indüklemeyeceği şekilde olacaktır. L'nin böyle bir kopyası varsa, karşılık gelen P-maddesinin tüm değişkenleri 0'a ayarlanmıştır, bu da görevin tatmin edici olduğu gerçeğiyle çelişmektedir. Tersine, eğer R böyle bir kopyaya sahipse, karşılık gelen N-cümlesinin tüm değişkenleri tekrar 1'e ayarlanmış olmalıdır.

Tersine, herhangi bir kesimi düşünün ve bir taraftaki değişkenleri 1'e ve diğer tarafını 0'a ayarlayın (hangi şekilde yaptığınızın farkına varmayın - birlikte çalıştığımız formülün türü, bir ödev ve saygısız sürümü, tatmin edilebilirlik devam ettiği sürece eşdeğerdir). Bir cümle bu ödevden memnun değilse, o zaman yanlardan birindeki H'nin tek renkli bir kopyasına kadar izleyebiliriz, kesimin monokromatik-H-yeşilliğiyle çelişebiliriz.

Renklendirmeye düşmek zorunda olmanın nedeni, H kopyalarının, doğrudan bir azaltma girişiminde, hükme karşılık gelmeyen sahte H kopyaları oluşturmak için müdahale edebilmesidir. Gerçekten de, H bir yol kadar basit bir şey olsa bile - kötü - başarısız olur.

Renklerden kurtulmakta hiç şansım olmadı ve sorunu daha basit hale getirdiğimden emin değilim. Ancak, - eğer doğruysa - bunun bir başlangıç ​​olabileceğini umuyorum.


Cevap için teşekkür ederim. Sahip olduğum kanıtlara gelince, bazı yapılara sahip bir ifadeye dönüştürülen eşit 3 sat ile başlamamıştım ve daha sonra bu yapıyı kullanan birkaç karmaşık (tanımlamak ve çizmek için) gadget oluşturmuştum. Eğer zamanım varsa, bir yere yazı yazabilir ve bir link koyabilirim.
Aryabhata

Ah tamam. Ben bir-in-3-sat ile başlayan denedim, ama çok şans olmadan (neden bile çalışmasını beklediğimi bilmiyorum). Eğer iyi bir iş gibi geliyorsa, detaylara bakmak isterim! Biraz daha buna devam etmek istiyorum, FWIW.
Neeldhara

Nae-3sat'ın monoton versiyonuydu. Teşvik için teşekkürler! İlginizi çektiğini sevindim :-)
Aryabhata

RJK beni bu referansa sahip bir makaleye bağlantı veren bir cevaba işaret etti : users.soe.ucsc.edu/~optas/papers/G-free-complex.pdf
Aryabhata
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.