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排除小树图的图的轮廓与邻域复杂度

离散数学 2025-12-16 v3 组合数学

摘要

GGrr-邻域复杂度是函数,计数给定整数 kk 时,所有大小为 kk 的顶点子集 AA 中,由某个顶点的 rr 邻域与 AA 的交集所实现的子集数的上界。该概念的一种细化是 rr-轮廓复杂度,即计算从任意顶点到 AA 中顶点的距离向量的最大数目,忽略大于~rr 的距离。通常情况下,在诸如受限 VC 维或色谱图等结构化图类中,这些函数是有界的,这导致对其结构属性和高效算法的洞见。我们改进了 Joret 和 Rambaud 等人现有关于 rr-轮廓复杂度(以及因此关于 rr-邻域复杂度)的界限。我们表明,排除 KhK_h 作为小树图的图的 rr-轮廓复杂度为 Oh(r3h3k)O_h(r^{3h-3}k)。对于树宽至多为~tt 的图,我们给出 Ot(rt+1k)O_t(r^{t+1}k) 的界限,这在~tt 的函数因子上与上界相符。这些界限改进了 Joret 和 Rambaud 的结果,并回答了他们论文[Combinatorica, 2024]中的问题。我们还将我们的方法应用于其他受限扩张类,如排除固定完全图作为细分图的图。对于外平面图,我们可将树宽界限提高一个 rr 的因子,并推测类似的改进也适用于简单树宽受限的图。对于树长至多为~\ell 的图,我们给出上界 O(k(r2(+1)k))O(k(r^2(\ell+1)^k)),在色谱图的情况下我们将其改进为 O(k(r2k+r2k2))O\left (k\cdot (r 2^k + r^2k^2) \right),而对于区间图则为 O(k2r)O(k^2r)。我们的界限还导致图的秩、直径和度量维数的关系,改进了 [Beaudou 等人, SIDMA 2017] 中的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.08895,
  title  = {Profile and neighbourhood complexity of graphs excluding a minor and tree-structured graphs},
  author = {Laurent Beaudou and Jan Bok and Florent Foucaud and Daniel A. Quiroz and Jean-Florent Raymond},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.08895},
  year   = {2025}
}