Кіріспе
Графтар теориясы мен теориялық информатикада монохроматикалық үшбұрыш мәселесі – графтардағы алгоритмдік мәселе, онда мақсат берілген графтың қабырғаларын үшбұрышсыз екі кіші графқа бөлу болып табылады. Бұл мәселе NP-толық, бірақ шектелген ағаш ені бар графтарда тұрақты параметрлі шешімге ие.
in which the goal is to partition the edges of a given graph into two triangle free subgraphs. It is NP complete but fixed parameter tractable on graphs of bounded treewidth.
Мәселе туралы мәлімдеме
Монохроматикалық үшбұрыш мәселесі кіріс ретінде n түйіндік бағытталмаған графты G(V,E) түйіндер жиынтығы V және жиектер жиынтығы E арқылы қабылдайды.
Шығысы – Бульдік мән: егер графтың жиектер жиынтығы E екі бөлек жиынтыққа E1 және E2 бөлінсе, онда дұрыс, мұнда екі субграф G1(V,E1) және G2(V,E2) үшбұрышсыз графтар болады, әйтпесе жалған. Бұл шешімдік есеп NP-толық.
The output is a Boolean value, true if the edge set E of G can be partitioned into two disjoint sets E1 and E2, such that both of the two subgraphs G1(V,E1) and G2(V,E2) are triangle free graphs, and false otherwise. This decision problem is NP complete.
Бірнеше түске жалпылау
Мәселені үшбұрышсыз жиектерді бояуға жалпылауға болады, яғни графтың жиектеріне түстерді тағайындауды табу, сонда үшбұрыштың барлық үш жиегінің де түсі бірдей болмауы керек. Монохроматикалық үшбұрыш мәселесі – үшбұрышсыз жиектерді бояудың ерекше жағдайы, онда дәл екі түс қол жетімді. Егер екі түсті үшбұрышсыз жиектерді бояу мүмкін болса, онда әр түстің жиектері монохроматикалық үшбұрыш мәселесіндегі E1 және E2 екі жиынтығын құрайды. Керісінше, егер монохроматикалық үшбұрыш мәселесінің шешімі болса, үшбұрышсыз жиектерді бояу алу үшін біз E1 үшін бір түсті және E2 үшін екінші түсті пайдалана аламыз.
Рамзи теоремасының байланысы
Рамсей теоремасы бойынша, кез келген шекті k түс саны үшін, n немесе одан көп төбелері бар толық графтарда k түспен үшбұрышсыз қабырға бояулары болмайды. k = 2 болғанда, n-нің сәйкес мәні 6-ға тең. Яғни, толық K6 графындағы монохроматикалық үшбұрыш мәселінің жауабы – жоқ.
Параметрленген күрделілік
Монохроматикалық үшбұрыш проблемасын графиктердің бірінші реттік екінші дәрежелі логикасында (MSO2) шеттерді екі қосалқы жиынға бөлуді растайтын логикалық формула арқылы түзу сызықпен өрнектеуге болады, мұнда шеттері бөлістің бір жағына жататын үш өзара көршілес төбе болмайды. Курцель теоремасынан монохроматикалық үшбұрыш проблемасының шектелген ағаш ені бар графиктерде параметрге қатысты шешілетіндігі шығады. Нақтырақ айтқанда, мәселені шешуге арналған алгоритм бар, оның орындалу уақыты кіріс графигінің төбелерінің санына, ағаш енінің тез өсетін, бірақ есептелетін функциясына көбейтілгенге тең.