带宽为|G|-2的连通图个数

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第34卷第3期

2018年5月齐齐哈尔大学学报(自然科学版)

Journal of Qiqihar University(Natural Science Edition)Vol.34,

No.3

May,2018

带宽为|G

|-2的连通图个数

陆锋

(湄洲湾职业技术学院,福建莆田

351254)

摘要:通过考虑带宽为

|G|-2的图的补图结构和补图边数的取值范围,运用拆分数知识得到了带宽为

|G|-2的连

通图

G个数的计数公式。

关键词:带宽;极图;拆分数

中图分类号:

O29 文献标志码:

A 文章编号:

1007-984X(2018)03-0072-04

首先介绍几个将用到的引理和定义。

定义1 [1] «为正整数,若…,〜满足:(1)« = «!+«2 +…+ ;( 2 ) q。

贝_«15«2为正整数《的一个左拆分,其中(1

S

S幻称为该左拆分的分量。《的左拆分的个数称

为左拆分数,记为^ («)。《的所有拆分(々取遍所有可能的值)的个数称为《拆分数。

引理1[1]设(«)为正整数《的左拆分数,则户2(«):

引理2[1]设巧(《)为正整数《的3拆分数,贝

IJP3(«):n

1

n2 + 3

12,

j_

n」表示不大于

n的最大整数。

定义2 记

n(A灼为^个点上带宽为

S的不同构的简单连通图个数。

■ k 3i+r

定理1 ( 1)若户=3

k + r(1

Ijn(户,户一2)=玄

ZA(3

k +

r)-2 ;

i=0j=1

k 3i

(2

)若户= 3

k(1<

k),贝

Ijn(凡户一2)=玄艺户

7.(3/)-1。

i=1 j=1

证明:(1)当户= 3

k +

r(1<

k,1

Sr<2)时,由参考文献[2]中定理3.2知道,对于

e(凡户-2)的极图(即

边数最小的连通图)的边数

e(户,户-2) = |^

j-^ + 1。则完全图尤^是

e(户,户-2)唯一的极图。所以在完全

图中删去任意一条边所得图的带宽为|

G|-2。可以确定满足

B(

G) = |

G|-2连通图边数的最大值抓(户,户-2)

:

max{||

G||: |

G| = ^

S(

G)=户-2,

G是连通的} = P(

P-1) -1。由以上可知对于带宽为|

G| - 2的连通图,其补图

2

5的边数为1

下面证明对于5有如下性质:

①若风

G) =

p-2,

G»-

rn(1<

rn<

p),则

G中含有

rn个星(把孤立点看成尤)

p-1

②若

G中只含星不含尤3,贝

lj满足条件巩

G) = |

G|-2的连通图个数等于2户,(

P)

j=1

j

③若

G中只含有

i(

i^1)个^,则满足条件巩

G) = |

G|-2的连通图个数等于2户,(

p-3

i)。

j =1

对于性质①:由参考文献[2]中定理3.1,可知对于叭5) = |5|-2的连通图

G,

G中只可能含有'和星

形的连通分支。因为||尤3||=|尤3|,1^.1=1^,-1,所以式(1)成立。

对于性质②:若

G={^

n—^^―〗,…,&—〗},不妨令

n^

n2》'》1。又因为

G =

p,故得

收稿时间:

2017-10-29

作者简介:陆锋,男,福建莆田人,讲师,硕士,主要从事应用数学应用研究,

21848119@qq.com

,第3期带宽为|G|-2的连通图个数• 73 •

户=' +«

2 +…+ «

y。所以《

15«

2,…,' 是户的一个拆分。另一方面,

p的一个

J+拆分《

15«

2,…,' 也对应着

某个冱= {'

,„—

15…,^^―

J,其中' 2«

22..々《^1。所以恰好所有只含

_/个性的5与正整数

p的

所有

J拆分之间是存在一一对应的关系。考虑到

G的连通性和5的结构,在连通分支只含星的情况下,5

至少有两个连通分支。又因为1<(3,所以满足②的条件下^个数可以表示为

p的■/

c/=2,…,

p-1)拆分

数和(3左+

r)。因为5 = 5,所以满足②的条件下5的个数为(3左+

r)。

j=2 J

j=

2

对于性质③:若5中恰含有/个尤

3 (1

u ^)和,个星尤1b—

〗,尤1b—1

,…

,—

1,(不妨令

5乏《

2》》1 )则户-?/“,'+…+ «,。易见恰有

j个星的不同构的5的个数恰好等于

p-3/的

p—3i _

j(j = 2,…,

p-3

i)拆分数和2户,(

p-3

i)。故在这种情况下共含有

i个&的

G个数恰好等于

p-3

i的

j=1

p—3i

j(j = 2

,…,p - 3

i)拆分数和

Z,(p — 3

i)。

, =

1

综合②,以上情况,由加法原则,当0 = 3左+攻1

k + r—1

Z Pj (3k +

r)k p—3i p—1 k p—3i p-1

n(

p,

p-2) =

Z

ZP

j(

p-3

i)+

ZP

j(

p)=Z

ZP

j(3(

k-

i) +

r)+

ZP

j(3

k +

r)

i=1 j=1 j=2 i=1 j=1 j=2

k

3k

-3i

+r

3k+r —1 k

—13t+r 3k+r—1

=Z

Z P, (3

(k —

i) +

r) +

Z P, (3

k +

r) =

ZZ P, (3

t +

r) +

i=1 ,=1 ,=2 t

=0 j

=1

k

—13t+r 3k+r—1 k

—13t+r 3k+r 3k+r —1

=

ZZP

,(3

i +

r)+

ZP

,(3

k +

r) =

ZZP

,(3

i +

r)-

ZP

,(3

k +

r)+

ZP

,(3

k +

r)

i

=0 j

=1 j

=2 i

=0 j

=1 j

=1 j

=2

k

—13t+r k

—13t+r

=Z

Z

P

, (3

i +

r) —

P (3

k +

r) —

P^

+r (3

k +

r) =

Z

Z

P

, (3

i +

r) — 2

i

=0 =1 i

=0 =1(令

k —

i =

t )

(2)对于

p = 3

k(

k》2),由参考文献[2]定理3.2可知足33,…

,3是

,3| =

p。而

其它件扒5) = |5|-2的连通图5,其补图的边数一定为1

s[5<

p-1。下面用前面讨论

p = 3

k +

r(1 <

k,1

S

r

S 2)时考虑补图边数时的方法分情况讨论补图连通分支中的尤

3的个数。

① 若补图中不含尤

3,则补图皆为星。不同构的补图的个数恰可以表示为正整数3

k的

j拆分数,

3k-1 3k-1

j = 2,3,…,3

k-1的和

ZP

,(3

k)。故满足

S(5) =

p-2并且补图中不含尤

3的连通图个数为

ZP

,(3

k)。

j=2 j

=2

② 若当补图中连通分支中有

i(1

S

i

S

k -1)个尤

3时,满足

S(5) =

p - 2的连通图个数恰可以表示为正整

p—3i

p — 3

i的

j拆分数

,j = 2,3,…,3

k-1的和,即为

ZP,(

p—3

i)。

j=1

③ 若当补图中连通分支中全为&时,满足

S(5) =

p-2的连通图的数目是唯一的。

综上所述,当

p = 3

k时,

k

—13k—3i 3k—1 k

—13k—3i k—1 3k—1

n(

p,p — 2) =

Z

ZP

,(3

k — 3

i)+

ZP

,(3

k) + 1 =

Z

ZP

,(3

k — 3

i) +

ZP

1(3

k — 3

i)+

ZP

,(3

k) + 1

i=1j=1 j=2 i=1 j=2 J i=1 j=2

k

—13k—3i 3k—1 k—13k—3i 3k

=Z

ZP

,(3

k — 3

i) +

k — 1+

ZP

,(3

k) +

P

3k(3

k) =

Z

ZP

,(3

k — 3

i) +

k — 1+

ZP

,(3

k)

i

=1 =2 =2 i

=1 =2 =2

k

—13k

—3i k

3t k

3t k

=Z

Z P, (3

k - 3

i) + k -1 (令 k — i = t ) =

ZZ P, (3t) + k -1 =

ZZ P, (3t) -

Z P1(3t) + k -1

i

=1 =2 i

=1 =2 i

=1 =1 i

=1 1

ZZ Pj (3

t) — k + k — 1 =

ZZ P, (3

t) — 1

i=1 j=1 i=1 j=1

定义3记

p个点上的边数

e(

p,

p-2) + 1,带宽为

p-2的连通图集合为

G+;

p个点上的边数为

e(

p,

p-2) + 2,带宽为

p-2的连通图集合为

G++。集合

d

所包含元素的个数记为|^|。