For fixed nonnegative integers $k$ and $\ell$, the $(P_k, P_\ell)$-Arrowing problem asks whether a given graph, $G$, has a red/blue coloring of $E(G)$ such that there are no red copies of $P_k$ and no blue copies of $P_\ell$. The problem is trivial when $\max(k,\ell) \leq 3$, but has been shown to be coNP-complete when $k = \ell = 4$. In this work, we show that the problem remains coNP-complete for all pairs of $k$ and $\ell$, except $(3,4)$, and when $\max(k,\ell) \leq 3$. Our result is only the second hardness result for $(F,H)$-Arrowing for an infinite family of graphs and the first for 1-connected graphs. Previous hardness results for $(F, H)$-Arrowing depended on constructing graphs that avoided the creation of too many copies of $F$ and $H$, allowing easier analysis of the reduction. This is clearly unavoidable with paths and thus requires a more careful approach. We define and prove the existence of special graphs that we refer to as ``transmitters.'' Using transmitters, we construct gadgets for three distinct cases: 1) $k = 3$ and $\ell \geq 5$, 2) $\ell > k \geq 4$, and 3) $\ell = k \geq 4$. For $(P_3, P_4)$-Arrowing we show a polynomial-time algorithm by reducing the problem to 2SAT, thus successfully categorizing the complexity of all $(P_k, P_\ell)$-Arrowing problems.


翻译:对于固定的非负整数 $k$ 和 $\ell$,$(P_k, P_\ell)$-箭形问题询问:给定图 $G$,是否存在对 $E(G)$ 的红/蓝着色,使得图中既无红色 $P_k$ 也无蓝色 $P_\ell$。当 $\max(k,\ell) \leq 3$ 时该问题平凡,但已被证明当 $k = \ell = 4$ 时为 coNP-完全。本文证明,除 $(3,4)$ 以及 $\max(k,\ell) \leq 3$ 的情形外,该问题对任意 $k$ 和 $\ell$ 的组合均为 coNP-完全。这一结果是 $(F,H)$-箭形问题领域针对无限图族的第二个困难性结论,也是首个关于 1-连通图的结果。此前 $(F,H)$-箭形问题的困难性结论依赖于构造避免产生过多 $F$ 和 $H$ 副本的图,从而简化归约分析。但这一方法对于路径结构显然不可行,因此需要更精巧的处理。我们定义并证明了称为“发射器”的特殊图的存在性。利用发射器,我们为三种不同情形构造了子图:1) $k = 3$ 且 $\ell \geq 5$;2) $\ell > k \geq 4$;3) $\ell = k \geq 4$。对于 $(P_3, P_4)$-箭形问题,我们通过将其归约为 2SAT 给出了多项式时间算法,从而完整刻画了所有 $(P_k, P_\ell)$-箭形问题的计算复杂性。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月10日
VIP会员
最新内容
面向2027年及未来的海军情报改革
专知会员服务
2+阅读 · 8月5日
《无人机蜂群:释放人类-蜂群编队的潜能》
专知会员服务
4+阅读 · 8月5日
《战略战术化:一项综合性述评》
专知会员服务
2+阅读 · 8月5日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员