กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

การวางแนวแบบ Pfaffian

วัตถุทฤษฎีกราฟ/การจับคู่ (ทฤษฎีกราฟ)

ในทฤษฎีกราฟ การกำหนดทิศทาง แบบPfaffianของกราฟแบบไม่มีทิศทางจะกำหนดทิศทางให้กับแต่ละขอบ ทำให้บางวงจร (วงจรกลางคู่) มีจำนวนขอบเป็นเลขคี่ในแต่ละทิศทาง เมื่อกราฟมีการกำหนดทิศทางแบบ...

การวางแนวแบบ Pfaffian

ซ้าย: วงจรทั้ง 3 ของกราฟ แสดงด้วยสีแดง พร้อมกับการจับคู่ของกราฟที่เหลือหลังจากลบวงจรออก วงจรเหล่านี้เป็น "คู่" เพราะมีจำนวนขอบเป็นเลขคู่ และเป็น "ศูนย์กลาง" เพราะ สามารถสร้าง การจับคู่ที่สมบูรณ์แบบกับกราฟที่เหลือได้ (วงจรที่ 3 ไม่มีจุดยอด จึงตรงตามเกณฑ์นี้โดยอัตโนมัติ) ขวา: การจัดเรียงแบบ Pfaffian ของกราฟทางซ้าย โดยที่ขอบของวงจรทั้ง 3 จากทางขวามีจำนวนคี่ในแต่ละทิศทางรอบวงจร ลูกศรสีแดงและสีน้ำเงินชี้ตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกาตามลำดับสำหรับทุกวงจร และลูกศรสีดำชี้ทวนเข็มนาฬิกาเมื่อเทียบกับวงจรที่ 1 และชี้ตามเข็มนาฬิกาเมื่อเทียบกับวงจรที่ 2

ในทฤษฎีกราฟ การกำหนดทิศทาง แบบPfaffianของกราฟแบบไม่มีทิศทางจะกำหนดทิศทางให้กับแต่ละขอบ ทำให้บางวงจร (วงจรกลางคู่) มีจำนวนขอบเป็นเลขคี่ในแต่ละทิศทาง เมื่อกราฟมีการกำหนดทิศทางแบบ Pfaffian แล้ว การกำหนดทิศทางนั้นสามารถนำมาใช้ในการนับจำนวนการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบของกราฟได้ นี่คือแนวคิดหลักเบื้องหลังอัลกอริธึม FKTสำหรับการนับจำนวนการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบในกราฟระนาบซึ่งมีการกำหนดทิศทางแบบ Pfaffian เสมอ โดยทั่วไปแล้ว ทุกกราฟที่ไม่มีกราฟยูทิลิตี้เค3,3{\displaystyle K_{3,3}}เนื่องจากกราฟไมเนอร์มีการวางแนวแบบ Pfaffian แต่เค3,3{\displaystyle K_{3,3}}ไม่มีกราฟ Pfaffian ขั้นต่ำอื่นๆ อีกมากมายที่ไม่มีเช่นกัน

คำจำกัดความ

การวางแนวแบบ Pfaffianของกราฟแบบไม่มีทิศทางคือการวางแนวที่วัฏจักรกลางคู่ทุกวัฏจักรมีทิศทางเป็นคี่ ความหมายของคำนิยามนี้มีดังต่อไปนี้:

  • การกำหนดทิศทางจะกำหนดทิศทางให้กับแต่ละขอบของกราฟ
  • วงจรซี{\displaystyle C}เรียกว่า "แม้ว่าจะมีจำนวนขอบเป็นเลขคู่ก็ตาม"
  • วงจรซี{\displaystyle C}เป็นศูนย์กลางหากกราฟย่อยของจี{\displaystyle G}เกิดจากการลบจุดยอดทั้งหมดของซี{\displaystyle C}มีการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบวงจรกลางบางครั้งก็เรียกว่าวงจรสลับ
  • วงจรซี{\displaystyle C}มีการวางแนวที่แปลกประหลาด หากการวางแนวทั้งสองของซี{\displaystyle C}สอดคล้องกับจำนวนขอบคี่ในการวางแนว[ 1 ] [ 2 ]

การประยุกต์ใช้ในการนับการจับคู่

ทิศทางของ Pfaffian ได้รับการศึกษาในบริบทของอัลกอริทึม FKTสำหรับการนับจำนวนการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบในกราฟที่กำหนด ในอัลกอริทึมนี้ ทิศทางของขอบจะถูกนำมาใช้ในการกำหนดค่า±1{\displaystyle \pm 1}ไปยังตัวแปรในเมทริกซ์ Tutteของกราฟ จากนั้น ค่าPfaffianของเมทริกซ์นี้ ( รากที่สองของดีเทอร์มิแนนต์ ) จะให้จำนวนการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบ การจับคู่ที่สมบูรณ์แบบแต่ละครั้งมีส่วนช่วย±1{\displaystyle \pm 1}ไปยัง Pfaffian โดยไม่คำนึงถึงทิศทางที่ใช้ การเลือกทิศทาง Pfaffian ทำให้มั่นใจได้ว่าการมีส่วนร่วมเหล่านี้ทั้งหมดมีเครื่องหมายเดียวกัน ดังนั้นจึงไม่มีส่วนใดหักล้างกัน ผลลัพธ์นี้ตรงกันข้ามกับความซับซ้อนในการคำนวณที่สูงกว่ามากของการนับการจับคู่ในกราฟใดๆ[ 2 ]

กราฟ Pfaffian

กล่าวได้ว่ากราฟเป็นแบบ Pfaffian หากมีการวางแนวแบบ Pfaffian กราฟระนาบ ทุกกราฟ เป็นแบบ Pfaffian [ 3 ] การวางแนวที่แต่ละหน้าของกราฟระนาบมีจำนวนขอบที่วางแนวตามเข็มนาฬิกาเป็นเลขคี่ จะเป็นแบบ Pfaffian โดยอัตโนมัติ การวางแนวดังกล่าวสามารถพบได้โดยเริ่มต้นจากการวางแนวแบบสุ่มของต้นไม้แผ่คลุมของกราฟ ขอบที่เหลือซึ่งไม่ได้อยู่ในต้นไม้นี้ จะสร้างต้นไม้แผ่คลุมของกราฟคู่และสามารถเลือกการวางแนวได้ตามการสำรวจจากล่างขึ้นบนของต้นไม้แผ่คลุมคู่ เพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละหน้าของกราฟดั้งเดิมมีจำนวนขอบที่วางแนวตามเข็มนาฬิกาเป็นเลขคี่[ 4 ]

โดยทั่วไปแล้ว ทุกๆเค3,3{\displaystyle K_{3,3}}กราฟที่ไม่มีไมเนอร์จะมีทิศทางแบบ Pfaffian กราฟเหล่านี้คือกราฟที่ไม่มีกราฟยูทิลิตี้เค3,3{\displaystyle K_{3,3}}(ซึ่งไม่ใช่แบบ Pfaffian) ในฐานะกราฟไมเนอร์ตามทฤษฎีบทของ Wagnerเค3,3{\displaystyle K_{3,3}}กราฟที่ไม่มีไมเนอร์เกิดจากการนำกราฟระนาบและกราฟสมบูรณ์ มาต่อกันเค5{\displaystyle K_{5}}ตามขอบร่วมกัน สามารถใช้โครงสร้างการติดกาวแบบเดียวกันเพื่อให้ได้การวางแนวแบบ Pfaffian สำหรับกราฟเหล่านี้[ 4 ]

พร้อมกับเค3,3{\displaystyle K_{3,3}}มีกราฟที่ไม่ใช่ Pfaffian ขั้นต่ำจำนวนอนันต์[ 1 ]สำหรับกราฟสองส่วน เป็นไปได้ที่จะพิจารณาว่ามีการวางแนว Pfaffian อยู่หรือไม่ และถ้ามี ให้หาในเวลาพหุนาม[ 5 ]

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pfaffian_orientation&oldid=1329649440 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การวางแนวแบบ Pfaffian

ในทฤษฎีกราฟ การกำหนดทิศทาง แบบPfaffianของกราฟแบบไม่มีทิศทางจะกำหนดทิศทางให้กับแต่ละขอบ ทำให้บางวงจร (วงจรกลางคู่) มีจำนวนขอบเป็นเลขคี่ในแต่ละทิศทาง เมื่อกราฟมีการกำหนดทิศทางแบบ...

คำจำกัดความ

การ วางแนวแบบ Pfaffian ของ กราฟแบบไม่มีทิศทาง คือ การวางแนว ที่วัฏจักรกลางคู่ทุกวัฏจักรมีทิศทางเป็นคี่ ความหมายของคำนิยามนี้มีดังต่อไปนี้:

การประยุกต์ใช้ในการนับการจับคู่

ทิศทางของ Pfaffian ได้รับการศึกษาในบริบทของ อัลกอริทึม FKT สำหรับการนับจำนวนการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบในกราฟที่กำหนด ในอัลกอริทึมนี้ ทิศทางของขอบจะถูกนำมาใช้ในการกำหนดค่า ± 1 {\displaystyle \pm 1} ไปยังตัวแปรใน เมทริกซ์ Tutte ของกราฟ จากนั้น ค่า Pfaffian...

กราฟ Pfaffian

กล่าวได้ว่ากราฟเป็นแบบ Pfaffian หากมีการวางแนวแบบ Pfaffian กราฟระนาบ ทุกกราฟ เป็นแบบ Pfaffian [ 3 ] การวางแนวที่แต่ละหน้าของกราฟระนาบมีจำนวนขอบที่วางแนวตามเข็มนาฬิกาเป็นเลขคี่ จะเป็นแบบ Pfaffian โดยอัตโนมัติ...