我想要一个简单的小工具来证明平面哈密顿循环NP-完全(来自哈密顿循环)


23

众所周知,汉密尔顿周期(简称Ham)是NP完全的,而平面Ham周期是NP完全的。平面火腿周期的证明不是来自火腿周期。

在给定图形G的情况下,有没有一个好的小工具将所有交叉点替换为某个平面小工具,这样您就得到了一个平面图形G',使得

G具有火腿周期,而G'具有火腿周期。

(我将对各种变体感到满意,例如火腿路径或定向火腿循环或定向火腿路径。)


7
有点琐碎的观察。假设您嵌入并且边缘x y u v 交叉,其中x v y u沿交叉点顺时针出现。通过小工具进行更换P X v ÿ ü有四个入口点X 'v 'ÿ ü 对应于X v ÿ G(x,y)(u,v)x,v,y,uPxvyux,v,y,u。如果 G中的哈密顿循环同时使用两个边x y u v ),则在 G '中,相应的循环将必须自交叉。这当然假定一个什么样的``小工具”是也,在汉密尔顿的周期中最天真的解释'需要遵循相同的边缘在相应的周期x,v,y,uG(x,y)(u,v)GGG
马雷克·罗巴克

4
什么是火腿周期?请不要以为所有人都理解您的缩写。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)2012年

2
@MarekChrobak:我同意你的话。您提供了两种方法来逃避您的争论。我认为最自然的一个是第二个:如果存在一个哈密顿循环x x 'u 'u ⋯,那么在G中有一个哈密顿循环y y 'v 'v xxyuvxGxxuuyyvvx
布鲁诺

12
@津吉:这意味着哈密顿循环。我认为假设每个人都可以弄清楚是合理的。
domotorp 2012年

3
@Bill:我想知道为什么您认为这样的小工具应该存在。将任意图形嵌入到平面中时的相交数量可能非常大(完整图形的 -参见相交引理)。因此,如果您从具有n个边和许多边(例如接近二次方)的图开始,则嵌入的带有交叉点作为顶点的图的结构完全不同...Θ(n4)n
Sariel Har-Peled 2012年

Answers:


13

不会。至少没有一个用于跨界的“漂亮”小工具。

x y 为我们要替换的十字。(a,b)(x,y)在此处输入图片说明

我们的图有很多情况,但我们必须至少满足以下四个条件。情况1:至少存在一个哈密顿循环,但没有一个使用任何一个边。情况2:至少有一个循环,并且所有循环正好使用两个边沿之一。情况3:至少有一个循环,并且所有循环都使用两个边沿。情况4:没有哈密顿循环。G

如果我们的小工具具有两个(或更多个)的每一个顶点邻近所有相同的邻居(使得一个0一个1保留一个的邻居),那么ģ '不一定仍然是平面的。为了满足上述第一种情况,我们在小工具中不能再有任何新的顶点。 a,b,x,ya0a1aG

为了满足上述情况3,我们必须在小工具中至少具有两个边缘。平面和覆盖对a y x b 都不满足情况2,因此我们需要第三条边。在不失一般性的前提下,将这三个定为a y y b x b (a,x),(y,b)(a,y),(x,b)(a,y),(y,b),(x,b)

但是,该替换打破了第四种情况,因为当G不包含可能包含一个哈密顿循环。举个例子来说,ģ = V ê 其中V = { 一个b X ÿ p q - [R s ^ } ë = { b X ÿ GGG=(V,E)V={a,b,x,y,p,q,r,s,t},G不是平面,也不具有哈密顿循环。E={(a,b),(x,y),(a,r),(a,p),(a,q),(b,s),(b,x),(p,s),(p,t),(p,y),(q,x),(r,y),(t,x)}G在此处输入图片说明

G=(V,E)E={(a,y),(y,b),(x,b)} {(x,y),(a,r),(a,p),(a,q),(b,s),(p,s),(p,t),(p,y),(q,x),(r,y),(t,x)}Ga,q,x,t,p,s,b,y,r,a

(b,y)(a,x)G

(a,b),(a,y),(x,b)

由于添加三个边会破坏情况4,因此添加更多内容将无济于事。

a,b,xy

(注意:如果我在上面出现任何错误,请告诉我!)

注2:我有一些不错的数字,但不能发布。 发布。)


我认为您现在应该可以发布数字。
Jukka Suomela 2012年
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.