Кіріспе
Алыстырып көрсетілген циклдер тізімі бар граф. Математикада, бұрысты граф – бұл циклдердің (жабық жолдар жиектері) тізімі бар граф, егер тізімдегі екі цикл тета графтың құрамында болса, онда тета графтың үшінші циклы да тізімде болады. Бұрысты граф – пайда графтарының, әсіресе белгіленген графтардың комбинаторлық негіздерінің жалпыламасы. Формальды түрде, бұрысты граф Ω – (G, B) жұбы, мұнда B – циклдардың сызықтық класы; бұл жоғарыда аталған тета граф қасиетін қанағаттандыратын циклдар класы. B-дегі барлық циклдары бар (және жартылай жиектері жоқ) кішкентай граф немесе жиектер жиынтығы теңгерілген деп аталады. Мысалы, B-ге жататын цикл теңгерілген, ал B-ге жатпайтын цикл теңгерімсіз. Бұрысты графтар көбінесе олардың матроидтары, сондай-ақ көпмәнді квазитоптармен байланысы үшін қызығушылық тудырады. Төмендегіге қараңыз.
In mathematics, a biased graph is a graph with a list of distinguished circles (edge sets of simple cycles), such that if two circles in the list are contained in a theta graph, then the third circle of the theta graph is also in the list. A biased graph is a generalization of the combinatorial essentials of a gain graph and in particular of a signed graph. Formally, a biased graph Ω is a pair (G, B) where B is a linear class of circles; this by definition is a class of circles that satisfies the theta graph property mentioned above. A subgraph or edge set whose circles are all in B (and which contains no half edges) is called balanced. For instance, a circle belonging to B is balanced and one that does not belong to B is unbalanced. Biased graphs are interesting mostly because of their matroids, but also because of their connection with multiary quasigroups. See below.
Техникалық ескертулер
Кейбір графикте жартылай жиектер (бір ұшы бар) және бос жиектер (ұштары жоқ) болуы мүмкін. Екі ұшы бар жиектер екі түрлі болады: байланыс екі әртүрлі ұшқа ие, ал цикл екі бірдей ұшқа ие. Шеңберлердің сызықтық кластары – матроидтағы тізбектердің сызықтық подкластарының ерекше жағдайы.
Мысалдар
Егер әрбір шеңбер B-ге тиесілі болса және жартылай жиектері болмаса, Ω теңгерілген болады. Теңгерілген бейімді график (көп жағдайда) әдеттегі графикпен шамалы ғана ерекшеленеді. Егер B бос болса, Ω контрабалансты деп аталады. Контрабалансты бейімді графиктер екішеңберлі матроидтармен байланысты. Егер B жұп ұзындықтағы шеңберлерден тұрса, Ω антибалансты деп аталады және барлық теріс белгіленген графиктен алынған бейімді график болып табылады. B сызықтық класы қосымша, яғни қайталанған симметриялық айырмашылық бойынша (егер нәтижесі шеңбер болса) жабық, тек қана егер B белгіленген графиктің оң шеңберлер класы болса. Ω-ның негізгі графигі n ≥ 3 ұзындығы бар цикл болуы мүмкін, онда барлық жиектері екі еселенген. Мұны 2Cn бейімділігі деп атаңыз. Мұндай бейімді графиктерде ешқандай дигон (ұзындығы 2 шеңбер) теңгерілмесе, тікенектер мен айналымдар пайда болады (Matroids, төменде қараңыз). Кейбір бейімді графиктер пайда графиктерінен алынады немесе пайда графигінің ерекше түрлерінің жалпыламасы болып табылады. Соңғыларына топтық кеңейту графиктерін жалпылайтын бейтарап кеңейту графиктері кіреді.
Кәмелетке толмағандар
Бұрыс графтың Ω = (G, B) кішішегі – субграфтарды алу және жиек жиынтықтарын қысқартудың кез келген тізбегінің нәтижесі. Бұрыс графтар үшін, графтар сияқты, субграфты (бұл графтың өзі болуы мүмкін) алып, содан кейін жиек жиынтығын (бұл бос жиынтық болуы мүмкін) қысқарту жеткілікті. Ω кішішегі – негізгі граф G-нің H кішішегінен тұрады, оның теңгерілген шеңбер класы H-де орналасқан теңгерілген шеңберлерден құралады. S жиегінің жойылуы, Ω − S деп белгіленеді, – S жиегінен басқа барлық төбелері мен жиектері бар кішіграф. Ω жиегінің қысқаруы салыстырмалы түрде күрделі. Бір e жиегін қысқару процедурасы e жиегінің түріне байланысты. Егер e – байланыс болса, оны G-де қысқарытыңыз. G/e қысқаруындағы C шеңбері теңгерілген болып саналады, егер C немесе G-нің теңгерілген шеңбері болса. Егер e теңгерілген цикл немесе бос жиек болса, ол жай ғана жойылады. Егер ол теңгерілмеген цикл немесе жарты жиек болса, онда ол және оның v төбесі жойылады; v төбесі бар әрбір басқа жиек сол төбесінен айырылады, сондықтан v төбесі бар байланыс екінші төбесінде жарты жиекке айналады, ал v төбесіндегі цикл немесе жарты жиек бос жиекке айналады. Кез келген жиек жиынтығы S бойынша Ω/S қысқаруында жиек жиынтығы E − S болады. (G = (V, E) деп есептейміз.) Төбелер жиынтығы – Ω-ның (V, S) кішіграфының теңгерілген компоненттерінің төбелер жиынтығының класы. Яғни, егер (V, S)-де V1, …, Vk төбелер жиынтығы бар теңгерілген компоненттер болса, онда Ω/S-де k төбе бар: V1, …, Vk. Ω-ның S жиынтығына жатпайтын e жиегі Ω/S жиегіне айналады және Ω-дағы e-нің әрбір vi төбесі егер қандай да бір Vi-ге жатса, онда Ω/S-де e-нің Vi төбесіне айналады; осылайша, (V, S) теңгерілген компонентіне жатпайтын e-нің соңғы төбесі жоғалады. (V, S) теңгерілмеген компоненттеріндегі барлық төбелері бар жиек қысқару кезінде бос жиекке айналады. (V, S) теңгерілген компонентіндегі бір ғана төбесі бар жиек жарты жиекке айналады. Екі төбесі бар жиек егер әртүрлі теңгерілген компоненттерге тиесілі болса, байланысқа, ал егер екі төбесі де бір теңгерілген компонентке тиесілі болса, циклға айналады.
Contraction of Ω is relatively complicated. To contract one edge e, the procedure depends on the kind of edge e is. If e is a link, contract it in G. A circle C in the contraction G/e is balanced if either C or is a balanced circle of G. If e is a balanced loop or a loose edge, it is simply deleted. If it is an unbalanced loop or a half edge, it and its vertex v are deleted; each other edge with v as an endpoint loses that endpoint, so a link with v as one endpoint becomes a half edge at its other endpoint, while a loop or half edge at v becomes a loose edge. In the contraction Ω/S by an arbitrary edge set S, the edge set is E − S. (We let G = (V, E).) The vertex set is the class of vertex sets of balanced components of the subgraph (V, S) of Ω. That is, if (V, S) has balanced components with vertex sets V1, , Vk, then Ω/S has k vertices V1, , Vk An edge e of Ω, not in S, becomes an edge of Ω/S and each endpoint vi of e in Ω that belongs to some Vi becomes the endpoint Vi of e in Ω/S ; thus, an endpoint of e that is not in a balanced component of (V, S) disappears. An edge with all endpoints in unbalanced components of (V, S) becomes a loose edge in the contraction. An edge with only one endpoint in a balanced component of (V, S) becomes a half edge. An edge with two endpoints that belong to different balanced components becomes a link, and an edge with two endpoints that belong to the same balanced component becomes a loop.
Матроидтар
Бұрыс бағытталған графпен байланысты екі түрлі матроид бар, екеуі де графтың циклдық матроидын кеңейтеді (Заславский, 1991).
Фреймдік матроид
Бір жақты графтың фрейм матройды (кейде бұрыштық матройд деп аталады) M(Ω), (Заславский, 1989) негізгі жиынтығы ретінде қабырғалар жиыны E-ні қолданады. Қабырғалар жиыны тәуелсіз болады, егер әрбір компонентте шеңберлер болмаса немесе тек бір теңгерімсіз шеңбер болса. (Матроид теориясында жартылай қабырға теңгерімсіз цикл сияқты, ал бос қабырға теңгерімді цикл сияқты әрекет етеді.) M(Ω) – абстрактілі мағынадағы фрейм матройды, яғни ол матроидтың субматроиды болып табылады, онда кем дегенде бір негіз үшін негіз элементтерінің жұптарымен құрылған түзулер жиыны бүкіл матроидты жабады. Керісінше, кез келген абстрактілі фрейм матройды – кейбір бір жақты графтың фрейм матройды болады. Матроидтың контурлары фрейм контурлары немесе бұрыштық контурлары деп аталады. Олардың төрт түрі бар. Бірі – теңгерімді шеңбер. Екі басқа түрі – теңгерімсіз шеңберлердің жұбы және оларды жалғастыратын қарапайым жол, мұнда екі шеңбер өзара байланыссыз (онда жалғастыратын жолдың әр шеңбермен бір ортақ нүктесі бар және басқа жағдайда екеуінен де байланыссыз) немесе тек бір ортақ нүктесі бар (бұл жағдайда жалғастыратын жол – сол бір нүкте). Төртінші контур түрі – барлық шеңберлері теңгерімсіз болатын тета графы. S қабырғалар жиынының ранкі n − b-ға тең, мұнда n – G графының төбелерінің саны, ал b – S-тің теңгерімді компоненттерінің саны, оқшауланған төбелерді теңгерімді компоненттер ретінде есептеу. Фрейм матройдының минорлары бір жақты графтың минорларымен сәйкес келеді; яғни, M(Ω−S) = M(Ω)−S және M(Ω/S) = M(Ω)/S. Фрейм матройдтары топпен байланысты Доулинг геометрияларын жалпылайды (Dowling, 1973). Теңдестірілген дигондары жоқ 2Cn (жоғарыдағы мысалдарды қараңыз) бір жақты фрейм матройды бұрқас деп аталады. Бұл матроид құрылымы теориясында маңызды.
Көтергіш матройда
Ұзартылған көтергіш матроид L0(Ω) өзінің негізгі жиыны ретінде E0 жиынын алады, бұл E жиынының қосымша нүкте e0-мен бірігуінен құралған. Көтергіш матроид L(Ω) – бұл E жиынымен шектелген Ұзартылған көтергіш матроид. Қосымша нүкте теңгерімсіз цикл немесе жартылай жиек сияқты қасиет көрсетеді, сондықтан біз тек көтергіш матроидына сипаттама береміз. Шеттер жиыны тәуелсіз болады, егер ол шеңберлерді қамтымаса немесе тек бір теңгерімсіз шеңберді қамтыса. Сұлба – бұл теңгерімді шеңбер, бір-бірімен байланыспаған немесе жалғыз ортақ төбесі бар екі теңгерімсіз шеңбердің жұбы, немесе барлық шеңберлері теңгерімсіз болатын тета-график. S шеттер жиынының ранкі n − c + ε тең, мұндағы c – S компоненттерінің саны (оқшауланған төбелерді есепке алғанда), ал ε 0-ге тең, егер S теңгерімді болса, және 1-ге тең, егер S теңгерімсіз болса. Көтергіш және Ұзартылған көтергіш матроидтардың минорлары, шамалы дәрежеде, бұрыс бағытталған графтардың минорларымен сәйкес келеді. Жоюлар сәйкес келеді: L(Ω−S) = L(Ω)−S. Қысылулар тек теңгерімді шеттер жиыны үшін ғана сәйкес келеді: M(Ω/S) = M(Ω)/S, егер S теңгерімді болса, бірақ егер S теңгерімсіз болса, онда сәйкес келмейді. Егер S теңгерімсіз болса, M(Ω/S) = M(G)/S = M(G/S), мұндағы M – графтың қарапайым графикалық матроидын білдіреді. Теңдестірілген дигондары жоқ 2Cn көтергіш матроиды (жоғарыдағы мысалдарды қараңыз) тікенек деп аталады. Тікенектер матроид құрылымы теориясында маңызды рөл атқарады.
Көптік квазитоптар
Толық графтың топтық кеңейтілуі Kn тобын кодтайды (Даулинг геометриясын қараңыз), оның комбинаторлық аналогы ұзындығы n+1-ге тең жай циклды кеңейту n-арлық (көп арлық) квазитопты кодтайды. Бұрыс графтар арқылы (Заславский, т. а.) көп арлық квазитоптар туралы теоремаларды дәлелдеу мүмкін.