In 1952, Dirac proved the following theorem about long cycles in graphs with large minimum vertex degrees: Every $n$-vertex $2$-connected graph $G$ with minimum vertex degree $\delta\geq 2$ contains a cycle with at least $\min\{2\delta,n\}$ vertices. In particular, if $\delta\geq n/2$, then $G$ is Hamiltonian. The proof of Dirac's theorem is constructive, and it yields an algorithm computing the corresponding cycle in polynomial time. The combinatorial bound of Dirac's theorem is tight in the following sense. There are 2-connected graphs that do not contain cycles of length more than $2\delta+1$. Also, there are non-Hamiltonian graphs with all vertices but one of degree at least $n/2$. This prompts naturally to the following algorithmic questions. For $k\geq 1$, (A) How difficult is to decide whether a 2-connected graph contains a cycle of length at least $\min\{2\delta+k,n\}$? (B) How difficult is to decide whether a graph $G$ is Hamiltonian, when at least $n - k$ vertices of $G$ are of degrees at least $n/2-k$? The first question was asked by Fomin, Golovach, Lokshtanov, Panolan, Saurabh, and Zehavi. The second question is due to Jansen, Kozma, and Nederlof. Even for a very special case of $k=1$, the existence of a polynomial-time algorithm deciding whether $G$ contains a cycle of length at least $\min\{2\delta+1,n\}$ was open. We resolve both questions by proving the following algorithmic generalization of Dirac's theorem: If all but $k$ vertices of a $2$-connected graph $G$ are of degree at least $\delta$, then deciding whether $G$ has a cycle of length at least $\min\{2\delta +k, n\}$ can be done in time $2^{\mathcal{O}(k)}\cdot n^{\mathcal{O}(1)}$. The proof of the algorithmic generalization of Dirac's theorem builds on new graph-theoretical results that are interesting on their own.


翻译:1952年,狄拉克证明了关于大最小顶点度图中长环的如下定理:每个最小顶点度δ≥2的n顶点2连通图G都包含一个长度至少为min{2δ,n}的环。特别地,若δ≥n/2,则G是哈密顿图。狄拉克定理的证明是构造性的,并由此得到一个可在多项式时间内计算相应环的算法。狄拉克定理的组合界在如下意义下是紧的:存在不含长度超过2δ+1环的2连通图,也存在除一个顶点外所有顶点度数均至少为n/2的非哈密顿图。这自然引出了以下算法问题:对于k≥1,(A)判断一个2连通图是否包含长度至少为min{2δ+k,n}的环有多困难?(B)当图G中至少n-k个顶点的度数至少为n/2-k时,判断G是否为哈密顿图有多困难?第一个问题由Fomin、Golovach、Lokshtanov、Panolan、Saurabh和Zehavi提出,第二个问题源自Jansen、Kozma和Nederlof。即便在k=1的特殊情形下,是否存在多项式时间算法判断G是否包含长度至少为min{2δ+1,n}的环仍是开放问题。我们通过证明如下狄拉克定理的算法推广解决了这两个问题:若2连通图G中除k个顶点外所有顶点度数至少为δ,则判断G是否包含长度至少为min{2δ+k,n}的环可在2^{O(k)}·n^{O(1)}时间内完成。该算法推广的证明基于自身具有独立趣味性的新图论结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17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
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15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
13+阅读 · 2017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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月18日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月14日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月13日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
4+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
相关资讯
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15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
13+阅读 · 2017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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员