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.

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.

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.