k-限制边连通度的存在性与上界

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随着社会经济和科技的发展,互联网络与人们的工作、日常生活等方面的关系越来越密切,自然,网络的可靠性和容错性倍受人们的关注.研究网络的可靠性和容错性是社会发展的必然趋势,是近年来国内外研究的热点之一.众所周知,边连通度是反映图的连通性质的一个重要参数.而要更精确地刻画图的连通性质,经典边连通度存在着不足之处:首先,边连通度相同的图的可靠度可能不同.其次,不能区分删掉K—点割或λ—边割得到的图的不同类型,即未考虑删掉点割或边割对网络的损害程度.第三,默认图的任何子集中所有元素可能潜在地同时失效,为克服以上缺陷,自然要将经典边连通度的概念加以推广.自1983年Harary[1]提出条件边连通度的概念以来,经过二十多年的发展,条件边连通度所涉及的内容日益丰富和具体,包括超级边连通度、过边连通度、限制边连通度等。 设计和分析大规模网络的可靠性和容错性时,通常涉及某些类型的图模型,针对不同的模型,都有诸多相关理论问题需要研究.其中一个重要模型是这样的图G=(V,E):假设其节点不会失效,但节点间的连线相互独立地以等概率p∈(0,1)失效.则G不连通的概率为:其中e为G的边数,Ch表示边数为h的边割的数目.则图G的可靠度为1—P(G,p).显然P(G,p)越小,网络的可靠性越好,因此,确定P(G,p)的大小问题在网络可靠度的研究中倍受关注,但Provan和Ball[2]已经证明,对一般图G,P(G,p)的计算是NP—困难的.为此,Esfahanian和Hakimj[3]提出了限制边连通度的概念.本文在前人工作的基础上,继续研究限制边连通度的相关性质.文中k总表示一个正整数,ω(G)表示图G的最大团的点数。 第一章,主要介绍了本文的研究背景和已有的一些结果,以及文中所涉及的一些概念和术语符号.1.令G=(V,E)是n(≥2k)阶连通图,S是G的一个边子集,若G—S不连通且G—S的每个分支至少有k个顶点,则称S为G的k—限制边割,记为Rk—边割.G的最小Rk—边割(叫λk—边割)所含边数称为G的k—限制边连通度,记为λk(G)或λk.若λk(G)存在,则称G是λk—连通的。2.设X,Y是图G=(V,E)的顶点集V的两个不交的非空子集或G的两个点不交的子图.G的一端点在X中且另一端点在Y中的边构成的集合记作[X,Y].当X={x}时,用[x,Y]代替[X,Y].记I(X)=[X,V—X],称()(x)=|I(X)|为X的外度.令ξk(G)=min{()(X):|X|=k,且G[X]连通},这里G[X]表示X(()V)在G中的导出子图.令—X=V(G)—X.若[X,—X]是图G的一个λk—边割,则X称为λk—碎片.显然,若X是一个λk—碎片,则—X亦然.图G的含顶点数最少的λk—碎片称为G的λk—原子,其顶点数记为rk(G)。3.设G是λk—连通的,若λk(G)=ξk(G),则称图G是λk—最优的。 第二章,讨论了5—限制边连通度的上界问题,得到以下结果:1. 3设G是阶至少为18的连通图.若G含5—限制边割,则λ5(G)≤ξ5(G)当且仅当G不属于^G5.其中^G5定义如下:阶至少为18,恰含一个5阶完全图K5,且K5的每个顶点上通过恰好一条边连接一个阶至多为3的连通图得到的图.2.设G是阶至少为18的λ5—连通且无三角形的图,若G不是λ5—最优的,则r5(G)≥max{6,28(G)—4}.3.设G是λ5—连通的,δ(G)≥6,U是G的λ5—原子,若G不是λ5—最优的,则对于任意的v∈U,有dG[U](v)≥4。 第三章,研究了正则图k—限制边连通度的存在性,得到下面的结果:1.设G是阶至少为2k的(k—3)—正则连通图(k≥5),则G的k—限制边连通度λk(G)存在当且仅当G不属于G~k—3∪Gk—2k—3;且k—7时,G不同构于G417.将阶至少为2k,(k—3)—正则连通(k≥5),包含割点b使得删掉顶点b后每个分支的阶为k-1或k—2的图类记为G~k—3.将阶为3k—3或3k—4的(k—3)—正则连通(k≥5),由在三角形的每个顶点上各粘合一个阶≤k—2的连通图得到的图类记为Gk—2k—3.将阶为17的4—正则连通,包含一条边e和三个5阶连通图G1,G2,G3(Gi为5阶完全图去掉关联同一点的两条边得到,i=1,2,3),且e的每个端点均与G1,G2,G3的2度点恰通过一条边相连得到的图记为G417.2.设G是阶至少为2k的(k—4)—正则连通图(k≥6),则G的k—限制边连通度λk(G)存在当且仅当G不属于Gok—4∪Gk—2k—4且k=8时, G不同构于G417.将阶至少为2k,(k—4)—正则连通(k≥6),包含割点b使得删掉顶点b后每个分支的阶为k-1,k—2或k—3的图类记为Gok—4.将阶为3k—3,3k—4,3k—5或3k—6的(k—4)—正则连通(k≥4),由三角形的每个顶点上各粘合一个阶≤k—2的连通图得到的图类记为Gk—2k—4。 第四章,研究了图是k—限制边连通度最优的充分条件,得到下面的结果:1.设G是一个n(≥2k)阶连通图,假设对G中任意一对不相邻的顶点x和y,都有d(x)+d(y)≥n+2k—4,若G不是G*k图,则G是λk—最优的.其中,图G*k是这样的n(≥2k)阶连通图,它的顶点集可剖分成两部分V1,V2,使得|V1|,|V2|≥k且若存在xi∈Vi,使得d(xi)=|Vi|+k—2且xi是[V1,V2]的k-1饱和点(即xi与[V1,V2]的k-1条边关联),i=1,2,则x1,x2不相邻。2.设G是n阶λ3—连通无三角图,度序列为d1≥d2≥…≥dn=δ.若则G是λ3—最优的。3.设p≥3是一个整数,G是n阶λ3—连通图且ω(G)≤p,度序列d1≥d2≥…≥dn=δ.若则G是λ3—最优的。
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