图的导出匹配覆盖

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本文所讨论的图均为有限的简单图.对于任意图G,V(G)和E(G)分别表示它的顶点集和边集.对顶点集X∈V(G),令EG(X)={uv∈E(G):u,v∈X}.X的邻点集NG(X)定义为NG(X)={y∈V(G)X:存在x∈X使得xy∈E(G)}.X的悬挂邻集N0(X)定义为N0(X)={y∈NG(X):d(y)=1}.对任意顶点v,v的悬挂度定义为d0(v)=|N0(v)|.对于M∈E(G),令V(M)={v∈V(G):存在一个顶点x∈V(G)使得vs∈M}.如果M∈E(G),X()V(G)使得X()V(M),我们称M覆盖X.如果M()E(G),且对任意不同的边e,f∈M,V(e)∩V(f)=Φ,则称M是图G的一个匹配.若匹配M满足V(M)=V(G),则称M是图G的完美匹配.若匹配M满足EG(V(M))=M,则称M是图G的导出匹配. 集合X的一个k-划分是指一个k-元组(X1,X2,…,Xk)使得X1,X2,…,Xk是满足∪Xi=X的X的互不相交的子集.如果G是有完美匹配的连通图,假设(V1,V2,…,Vk)是V(G)的一个k-划分.我们说(V1,V2,…,Vk)是G的一个k-导出匹配划分,如果对每一个i(1≤i≤k)而言,G[Vi]是G的一个1-正则导出子图.G的导出匹配划分数定义为使得G有k-导出匹配划分的最小整数k,记为imp(G). 设M1,M2,…,Mk是G的k个导出匹配,若V(M1)∪…∪V(Mk)=V(G),则称{M1,M2,…,Mk}是G的一个k-导出匹配覆盖.G的导出匹配覆盖数定义为使得G有k-导出匹配覆盖的最小整数k,记为imc(G). 如果G是顶点数至少为3的树.我们记△0(G)=max{d0(u):u∈V(G)},△*0(G)=max{d0(u)+d0(v):u,v∈V(G),uv∈E(G)}.在本文中,我们主要研究了以下两个部分:(1)树和3-正则无爪图的导出匹配覆盖;(2)图的导出匹配覆盖问题的计算复杂性. 第二章讨论了树和3-正则无爪图的导出匹配覆盖,主要得到以下结果:定理1设G是顶点数至少为3的树.则imc(G)∈{*0(G),△*0(G)+1,△*0(G)+2},其中△*0(G)=max{d0(u)+d0(v):u,v∈V(G),uv∈E(G)}.进一步,如果△*0(G)>△0(G),则imc(G)∈{△*0(G),△*0(G)+1}.定理2设G是3-正则无爪图,则imc(G)∈{2,3}. 第三章研究了图的导出匹配覆盖问题的计算复杂性,主要结果如下:定理3直径为6的图的2-导出匹配覆盖问题是NP-完备的.定理4直径为2的图的3-导出匹配覆盖问题是NP-完备的.定理5设G是直径为2的图.令X={x∈V(G):dG(x)=2}.则imc(G)=2当且仅当下列两个条件之一成立:(1)imp(G)=2;(2)imp(G)≠2,且存在这样的顶点x∈X使得(G-{x})∪K+E0,记为G1,满足imp(G1)=2,其中K是空图,|V(K)|=2,K∩V(G)=Φ,E0={(y,z):y∈NG(x),z∈K}. 最后还给出了直径为2的图的2-导出匹配覆盖问题的多项式时间算法.
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