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图理论是一门非常年轻的学科,但是成熟很快.它是一种能在各种科学领域像计算机科学,物理,生物,化学,战略学等学科中应用的模型.图染色问题是图研究中的主要领域之一.
频率分配问题(The Frequency Assignment Problem(FAP))是集中在点对点通讯问题中的一个一般的结构,例如无线电通信和移动电话网络.它要求用来传播的频率或频道之间的干扰保持在一个可接受的水平,进而有效地使用这些可用频率.在此问题中,我们需要给中转站分配频率波段.为了避免干扰,如果两个站点离得非常近,那么它们的频率至少要相差2.而且,如果两个站点离得近(不是非常近),那么它们得到的频率不同.受到这个问题的启发,Griggs和Yeh[10]引入了L(2,1)—标号.2000年,G.J.Chang等人[11]把它推广到了L(p,1)—标号.图G的L(p,1)—标号是对G的顶点集的—个整数分配使得:若dG(u,v)=1,则|L(u)— L(v)|≥p;若dG(u,v)=2,则|L(u)— L(v)|≥1.
这个标号在一些文章中已经研究过了,[11]中研究了弦图,Whittesey等人在[12]中研究了G的剖分图的L(2,1)—标号.G的剖分图si(G)是由G的每条边上插入—个点所得到的图.s1(G)的L(p,1)—标号对应于在原图G上的(p,1)—全标号[13]:设p是一个非负整数,图G的一个k—(p,1)—全标号是一个映射f:V(G)U E(G)→{0,1,…,k}使得:
(1)G的任两个相邻的顶点u,v,有|f(u)—f(v)|≥1;
(2)G的任两条相邻的边e,e’,有|f(e)— f(e)|≥1;
(3)G的任两个关联的点u和边e,有|f(u)— f(e)|≥p.我们称这样的一个分配叫G的(p,1)—全标号.(p,1)—全标号的跨度是指两个标号差中的最大值.G的(p,1)—全标号的最小跨度叫(p,1)—全标号数,记作λTp(G).它是一种加强了条件的全染色,这个额外的条件是关联的点和边的标号至少要相差p.
注意到(1,1)—全标号就是全染色,有λT1=XT-1,其中XT是全色数.
在文献[22]中给出了下述定义:
定义1[22]G=(V(G),E(G)),d是一个正整数,X是V(G)的—个子集,如果X中任意两个点的距离都大于d,则称X是d—宽度箱,d叫做X的宽度.显然,d—宽度箱也是(d-1)—宽度箱,(d—2)—宽度箱等等.
定义2[22]给定图G=(V(G),E(G)),使得V(G)=k∪i=1Xi,且Xi(i=1…k)是V(G)的宽度两两不同的i—宽度箱的最小整数k叫图G的泛宽度色数,记作Xp(G).图G的一个大小为Xp(G)的染色叫Xp(G)—染色.显然,此处我们的目的是最小化k,可以假设对每个i,Xi是一个i—宽度箱,
泛宽度染色要求把所有的顶点剖分成宽度两两不同的i—宽度箱Xi,即同一宽度箱Xi中任两点的距离大于i,Xi中的顶点要求使用同一种颜色.
本文我们得到了如下的结论;
定义2.1.1[26]B={B1,B2,…,Bn}是一个集族.我们称n个顶点的图X(B)=(V,E)为B的交图:V(X(B))={Vi|i=1,2,…,n),E(X(B))={vivi|()i,j=1,2,…,n;Bi∩Bj≠φ.}.
设Zn={1,2,…,n},其幂集为Z={Z1,Z2,…,Z2n|()i,Zi∈Zn}.我们考虑由集族Z=Z—φ构成的交图X(Z’)的(p,1)—全标号.
定理2.1.1交图X(Z)如上所述,则
定理2.1.2若Kn,m(m>n≥1)为完全二部图,且△>p,则(1)n=1,m≥2时,λTp(Kn,m)=m+p-1.(2)n≥2,m>n时,(i)若满足m—≥2p-1,则λTp(Kn,m)=m+p-1.(ii)若满足m—n≥p且m—n<2p-1,则λTp(Kn,m)=m+p.
引理2.2.1[20]若G满足λT2(G)=△(G)+1且f是一个(△(G)+1)—(2,1)—全标号:V(G)∪E(G)→{0,1,2,…,△(G)+1},则每个最大度点v,有f(v)=0或f(v)=△(G)+1.
引理2.2.2若G满足λTp(G)=A(G)+p-1且f是一个(△(G)+p-1)—(p,1)—全标号:V(G)∪E(G)→{0,1,2,…,A(G)+p-1},则每个最大度点v,有f(v)=0或f(v)=△(G)+p-1.
定理2.2.3△>p,如果图G含有一个最大度点v相邻于至少d(v)—p+1个最大度点,且最大度点的生成子图不含三角形,那么λTp(G)≥△+p.
定义2.2.1 G为简单图,V(G)={v1,V2,…,Vn},把m个G的顶点vjo∈G(jo∈{1,2,…,n})连成圈,所得到的新图,记为Cm·G(vjo),简记为G*.Gi(i=1,2,…,m)为G的m个复制图,即新图G*的点集和边集为:
定理2.2.4 G的最大度为A(G),且λTp(G)=△(G)+p-1,取vjo为G的任一最大度点,不妨记为V1,由定义2.2.1得到的新图记为Cm·G(v1),简记为G*1.则
定理2.2.5取G满足:G的(p,1)—全标号数为0≤λTp(G)≤2p-1,设f是G一个(p,1)—全标号:f:V(G)UE(G)→[0,1,…,λTp(G)],存在v0∈V(G)使得f(v0)=0,取vjo为v0,不妨记为v1,由定义2.2.1得到的图记为Cm·G(v1),简记为G*2设G中与v1相邻的边的最大标号为p+α(1≤α≤λTp(G)—p),则m为偶数时,m为奇数时,
定义2.2.2 T为树,|T|=m,V(T)=.{u1,V2,…,um},且T中除叶子外,其余点所有点的度数相等,△(T)=△.设G是一个n阶图,V(G)={v1,V2,…,Vn},若G的(p,1)—全标号数为λTp(G),G中存在△(△≥2)个标号相同的点V1,V,…,V△,其标号设为α0(0≤α0≤λTp(G)),且与每个vi(i=1,2,…,△)相邻的所有边的标号均小于与其相邻的vi的标号.
作G的m个复制图G1,G2,…,Gm,用Gi(i=1,2,…,m)代替ui(i=1,2,…,m),当Gi,Gj对应的T中的点ui,uj相邻时,把Gi中某个标号为α0的点与Gj中某个标号为α0的点连接起来,且Gi(i=1,2,…,m)中标号为α0的点只能与Cj(j≠i)中一个标号为α0的点相邻,G中其余点的连边方式不变.这样所得到的图记为T·G(v1,V2,…,v△),简记为GT.
定理2.2.6GT如上所述,则λTp(G)≤λTp(GT)≤λTp(G)+2.
把定义2.2.2中的G的△个标号相同的点V1,V2,…,VA,其条件改为对()vi(i=12,…,△),其邻边中至少有一条边e的标号大于与其相邻的vi的标号,与所有V1,v2,…,v△相邻的边中最大标号为p+α(0≤α≤λTp(G)—p).
按照定义2.2.2中的构造方式构造新图,这样所得到的图记为T—G(v1,V2,…,v△),简记为G"T.
定义2.3.1[25,51]对两个图G和H,笛卡尔乘积图G□H定义如下:V(G□H)=V(G)×V(H);E(G□H)={(u,v)(u’v)|v=v且uu∈E(G)或u=u’且vv∈E(H)}.
定理2.3.1 Pm为长为m的路,V(Pm)={u1,u2,…,um,um+1}.H满足;|H|=n,V(H)={v1,V2,…,Vn),H的(p,1)—全标号数为λTp(H),且存在点v,其邻边中至少有一条边的标号大于v的标号,设所有边中的最大标号为p+α(α≥0),作Pm与H的笛卡尔积Pm□H,V(Pm□H)={(ui,vj)|i=1,2,…,m+1;j=1,2,…,n)}
定义3.1.1[51]G是一个简单图,V(G)=.[v1,V2,…,vn},I2是两个点的独立集,G[I2]是用I2代替G的每个顶点所得到的图.G[I2]的点集和边集如下:V(G[I2])={v1,v2,…,vn,v1,v2,…,Vn},E(G[I2])=E(G)∪{vivj,vivj|vivj∈E(G)}.G[I2]称为G的点分裂图.
定义3.2.1[36]给定m个图G0,G1,…,Gm-1,对i=0,1,…,m-1,令ei=vivi+1∈Gi,令cm=c0c1…Cm-1为长是m的圈,构造新图:
(1)删去ei,i=0,1,…,m-1.
(2)合并所有的vi成—个点x.
(3)将vi+1与ci合成—个点,i=0,1,…,m-1(i+1取模m).令此图为S1(G0,e0,G1,e1,…,Gm-1,em-1),简记为S1.
若给定m个图Kmo,i=1,2,…,m,则S1(G0,e0,G1,e1,…,Gm-1,em-1)=S1(Kn1,e1,Kn2,e2,…,Knm,em),简记为S2.记所有的vi合并成的点为x为v0,Vi+1与ci合并成的点依次记为v1,v2,…,vm; vi对应的Lni中的其余的点分别记为vi1,vi2,…,vi(ni—2),i=1,2,…,m.
定理3.2.1S2如上所述,则Xp(S2)=[m/2]+1+m∑i=1(ni—2).