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厚度

(數學名詞)

鎖定
圖論中,圖G的厚度是可以對G的邊緣進行分割的平面圖的最小數量。 也就是説,如果存在k個平面圖的集合,它們具有相同的頂點集,且這些平面圖的並集是G,那麼G的厚度最多為k。換句話説,圖G的厚度是圖G的平面子圖的最小數目(而圖G是這幾個子圖的並集)。
中文名
厚度
外文名
Thickness
學    科
數學
定    義
對邊緣進行分割的平面圖最小數量
屬    性
子圖的最小數目
類似名詞
硬度

厚度簡介

在圖論中,圖G的厚度是可以對G的邊緣進行分割的平面圖的最小數量。 也就是説,如果存在k個平面圖的集合,它們具有相同的頂點集,且這些平面圖的並集是G,那麼G的厚度最多為k。換句話説,圖G的厚度是圖G的平面子圖的最小數目(而圖G是這幾個子圖的並集)。 [1-2] 
因此,平面圖具有厚度1。厚度2的圖形稱為雙平面圖(biplanar graphs)。 厚度的概念源於1962年Frank Harary的猜想:對於9點的任何圖形,它的本身或其互補圖形都是非平面的。 這個問題等同於確定完整圖K9是否是雙平面的。佩特拉·穆澤爾、托馬斯·奧登塔爾和馬克·沙爾布羅特撰寫了關於1998年主題藝術狀況的綜合性調查。 [3-4] 

厚度具體的圖

n個頂點Kn的完整圖形的厚度為:
只有當n = 9,10的時候,其厚度為3。
除了一些例外,完整的二分圖Ka,b的厚度通常為:

厚度相關問題

每個森林(在圖論中,森林由不相交的樹組成)都是平面的,每個平面圖都可以最多劃分成三個森林。 因此,任何曲線G的厚度最多等於相同圖形的輪廓(輪廓是其邊緣可以分割成的森林的最小數量),至少等於輪廓除以3。G的厚度也在另一個標準圖不變量的恆定因子內,定義為子圖中G的最大值。 如果n頂點圖具有厚度t,那麼它必然具有至多t(3n-6)輪廓,從而遵循其簡併度至多為6t -1。在另一方向,如果圖具有簡併D,則厚度最多為D。
厚度與同時嵌入的問題密切相關,如果兩個或更多個平面圖都共享相同的頂點集,則可以將所有這些圖形嵌入平面中,其中按照輪廓繪製為曲線,使得每個頂點在所有不同的圖形中具有相同的位置。 然而,將邊緣繪製成直線段可能不會構造這樣的圖形。
曲線G的直線厚度或幾何厚度計算可分解成的平面圖的最小數量,受限於所有這些圖形可以與直邊同時繪製的數量。所有頂點都繪製成凸起的位置,形成圖形的圓形佈局,又增加了額外的限制。 然而,這三個厚度參數中的兩個總是處於彼此恆定的因子之內。 [5] 

厚度計算複雜性

計算給定圖形的厚度是非常困難的,並且難以確定測試厚度是否至多為兩個。然而,與軸向的連接允許在多項式時間內將厚度近似為近似比3。
參考資料
  • 1.    Tutte, W. T. (1963), "The thickness of a graph", Indag. Math., 25: 567–577, MR 0157372.
  • 2.    Mutzel, Petra; Odenthal, Thomas; Scharbrodt, Mark (1998), "The thickness of graphs: a survey", Graphs and Combinatorics, 14 (1): 59–73, MR 1617664, doi:10.1007/PL00007219.
  • 3.    Christian A. Duncan, On Graph Thickness, Geometric Thickness, and Separator Theorems, CCCG 2009, Vancouver, BC, August 17–19, 2009
  • 4.    Mäkinen, Erkki; Poranen, Timo (2012). "An Annotated Bibliography on the Thickness, Outerthickness, and Arboricity of a Graph". Missouri J. Math. Sci. 24 (1): 76–87.
  • 5.    Petra Mutzel, Thomas Odenthal and Mark Scharbrodt, The Thickness of Graphs: A Survey