Motivated by the algorithmic study of 3-dimensional manifolds, we explore the structural relationship between the JSJ decomposition of a given 3-manifold and its triangulations. Building on work of Bachman, Derby-Talbot and Sedgwick, we show that a "sufficiently complicated" JSJ decomposition of a 3-manifold enforces a "complicated structure" for all of its triangulations. More concretely, we show that, under certain conditions, the treewidth (resp. pathwidth) of the graph that captures the incidences between the pieces of the JSJ decomposition of an irreducible, closed, orientable 3-manifold M yields a linear lower bound on its treewidth tw(M) (resp. pathwidth pw(M)), defined as the smallest treewidth (resp. pathwidth) of the dual graph of any triangulation of M. We present several applications of this result. We give the first example of an infinite family of bounded-treewidth 3-manifolds with unbounded pathwidth. We construct Haken 3-manifolds with arbitrarily large treewidth; previously the existence of such 3-manifolds was only known in the non-Haken case. We also show that the problem of providing a constant-factor approximation for the treewidth (resp. pathwidth) of bounded-degree graphs efficiently reduces to computing a constant-factor approximation for the treewidth (resp. pathwidth) of 3-manifolds.


翻译:受三维流形算法研究的推动,我们探究给定三维流形的JSJ分解与其三角剖分之间的结构关系。基于Bachman、Derby-Talbot和Sedgwick的工作,我们证明三维流形的“足够复杂”的JSJ分解会强制其所有三角剖分具有“复杂结构”。更具体地,我们证明,在某些条件下,刻画不可约、闭、可定向三维流形M的JSJ分解各块之间关联关系的图的树宽(resp. 路径宽)给出了其树宽tw(M)(resp. 路径宽pw(M))的一个线性下界,其中tw(M)(resp. pw(M))定义为M的任意三角剖分的对偶图的最小树宽(resp. 路径宽)。我们给出了该结果的若干应用。我们首次构造了一个无穷有界树宽三维流形族,其路径宽无界。我们构造了具有任意大树宽的Haken三维流形;此前这类三维流形的存在性仅在非Haken情形下已知。我们还证明,将有界度图的树宽(resp. 路径宽)的常数因子近似问题可高效约简为计算三维流形的树宽(resp. 路径宽)的常数因子近似问题。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
MIT-深度学习Deep Learning State of the Art in 2020,87页ppt
专知会员服务
62+阅读 · 2020年2月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月30日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月28日
VIP会员
最新内容
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
4+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
4+阅读 · 5月29日
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
4+阅读 · 5月29日
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
Agent Harness综述:大模型智能体执行器工程全景
专知会员服务
14+阅读 · 5月28日
《基于理论的威慑效能评估》
专知会员服务
8+阅读 · 5月28日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年12月17日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员