Кіріспе

Графтар теориясының математикалық саласында, графтың кері байланыс түйіндері жиыны (FVS) – бұл түйіндер жиыны, оларды жою графты циклдарсыз қалдырады ("жою" дегеніміз түйінді және оған іргелес барлық қабырғаларды жоюды білдіреді). Басқаша айтқанда, әрбір FVS графтың кез келген циклындағы кем дегенде бір түйінді қамтиды. Графтың кері байланыс саны – ең кішкентай кері байланыс түйіндері жиынының мөлшері болып табылады. Минималды кері байланыс түйіндері жиыны мәселесі – NP-толық проблема; ол NP-толық екені дәлелденген алғашқы проблемалардың бірі болды. Ол операциялық жүйелерде, деректер базасы жүйелерінде және VLSI чиптерін жобалауда кеңінен қолданылады.

NP-қаттылық

Бағытталған графтар үшін ең төменгі FVS мәселесі NP-толық екені көрсетілді. Мәселе максималды кіріс дәрежесі және максималды шығыс дәрежесі екіге тең бағытталған графтарда да, максималды кіріс дәрежесі және максималды шығыс дәрежесі үшке тең бағытталған жазық графтарда да NP-толық болып қалады. Карптың азайтуы FVS мәселесінің бағытталмаған графтардағы NP-толықтығын да көрсетеді, онда мәселе максималды төрт дәрежелі графтарда NP-қиын болып қалады. FVS мәселесі максималды дәрежесі үшке тең немесе одан аз графтарда полиномдық уақыт ішінде шешіледі.

Нақты алгоритмдер

Минималды кері байланыс түйіндері жиынының мөлшерін табуға арналған сәйкес NP оңтайландыру мәселесі O(1.7347n) уақытында шешіледі, мұнда n – графтың түйіндерінің саны. Бұл алгоритм іс жүзінде максималды индукцияланған орманды есептейді, ал мұндай орман алынғанда, оның толықтыруы – минималды кері байланыс түйіндері жиыны. Графтың минималды кері байланыс түйіндері жиынының саны O(1.8638n) арқылы шектеледі. Бағытталған кері байланыс түйіндері жиыны мәселесін O*(1.9977n) уақытында шешуге болады, мұнда n – берілген бағытталған графтың түйіндерінің саны. Бағытталған және бағытталмаған мәселелердің параметрленген нұсқалары тұрақты параметрлі шешімді табуға мүмкіндік береді. Максималды дәрежесі үшке тең бағытталмаған графтарда кері байланыс түйіндері жиыны мәселесін сызықтық матроидтар үшін матроидтық паритет мәселесінің мысалына түрлендіру арқылы полиномиалдық уақытта шешуге болады.

Шекаралары

Ердос-Поса теоремасына сәйкес, ең кішкентай кері байланыс төбелер жиынының мөлшері, берілген графтың төбелері өзара байланыспаған циклдарының ең көп санынан логарифмдік фактормен ғана ерекшеленеді.

Қарым-қатынас ұғымдары

Бұрыштардың орнына кері байланыс жиегі жиынын қарастыруға болады – бұл бағытталмаған графтың жиектерінің жиынтығы, оларды жою графты ациклді етеді. Графтың ең кіші кері байланыс жиегінің мөлшері графтың контурлық рангі деп аталады. FVS санынан өзгеше, контурлық рангты оңай есептеуге болады: ол , мұнда C – графтың байланысқан компоненттерінің жиынтығы. Ең кіші кері байланыс жиегі жиынтығын табу мәселесі, көпнөлдік уақытта шешілетін, жайылған орманды табуға тең. Бағытталған граф үшін аналогты ұғым – кері байланыс доғасы жиынтығы (FAS) – оларды жою графты ациклді етеді. Ең кіші FAS табу NP-толық мәселе және жол қайта құру мәселесі.

Зерттеу мақалалары

Please provide the English text and the existing translation reference. I need both to complete the translation as requested. I will then provide only the final translated text in Kazakh.