그래프의 '모양'을 설명 할 수있는 '그래픽'대수학이 있습니까?


9

그래프 열거의 주요 문제점 중 하나는 그래프의 '모양', 예를 들어 특정 그래프의 동형 클래스를 결정하는 것입니다. 모든 그래프가 대칭 행렬로 표현 될 수 있음을 충분히 알고 있습니다. 그러나 모양을 얻으려면 행 / 열 순열 모음이 필요하므로 행렬이 조금 적합하지 않습니다. 그래프가 일단 그 형태에 있으면 '보는'것이 조금 더 어렵습니다.

내 질문은 : 그래프의 '모양'을 설명 할 수있는 '그래픽'대수학이 있습니까?

내가 생각하고있는 것은 대수학 지형 학자들이 어떤 종류의 공식 시스템을 생각해 내는지에 대한 것입니다. 특히, 매듭 불변에 대한 대수와 같은 것, 또는 조작자 또는 거짓말 탐지기 와 같은 표기법 시스템 . 이런 종류의 '대수 대수'는 거의 잘 발달되지 않았기 때문에 그래프에 대해 그러한 대수학이 존재하지 않는다고 믿을만한 이유가있을 수 있습니다.

최신 정보:

내 질문은 아마도 매우 좁고 '예'로 즉시 대답 할 수 없으므로 중재자가 마음에 들지 않으면 질문을 통해 넓 힙니다.

그러한 시스템을 만들기 위해 (쉽게 또는 다른 방식으로) 적용 할 수있는 기존 시스템 (위에서 설명한 종류)이 있습니까? 둘 이상이 있으면 자유롭게 언급하십시오. 그리고 이미 언급 한 것들을 던져라.

자극

그러한 질문에 대한 나의 동기는 실제로 비대칭 그래프를 분류하는 것입니다. 나는 단지 저학년이기 때문에 대수 그래프 이론의 현재 상태에 대한 나의 리뷰는 꽤 얇습니다. 그러나 나는 모든 그래프를 대수적 방식으로, 특히 상징적 인 것보다 시각적 인 은유를 사용하는 것을 체계적으로 묘사하려고 노력하는 것을 아직 많이 보지 못했습니다.

그러한 시스템이 유용한 실제 사례

모든 Eulerian 그래프가 어느 정도의 정점을 가져야한다는 증거를 설명하려고한다고 가정합니다. 표준 증거는 일반적으로 사용되는 실제 모서리를 언급하지 않고 짝수 및 홀수 각도에 대한 인수를 사용합니다. 전형적인 학생은 처음으로 그러한 증거를 발견하고 아마도 자신의 주장을 확신 시키려고 시도하면서 그래프를 그리기 시작할 것입니다. 그러나 순수한 '논리적'논증보다 더 나은 도구는 그러한 언어의 '심볼'모음이 '완전성'조건을 만족시킬 수 없다는 것을 보여주는 것입니다.

그래, 나도 알아, 나는이 마지막 부분에서 손을 흔들고있다. 만약 내가 아니었다면, 나는 아마 그런 시스템을 스스로 만들기 시작했을 것이다!

그러나 잠시 동안 내 모호성을 무시하면서 그래프 이론에서 오래되고 잘 알려진 많은 이론은 어렵지 않지만 실제로 훌륭한 프레임 워크가 통일 된 관점으로 '결합'되고 '패키지'할 수 있다는 개념화가 필요하다는 것을 알게되었습니다.


이 질문은 그래프 동형 문제와 관련이 있지만 mathoverflow 또는 math.se에 더 적합 할 것 같습니다.
bbejot

3
mathoverflow에 대해 더 나은 답변을 얻을 수는 있지만 여기에 그래프 표현에 대한 토론이 있으며 이동할 이유가 없습니다.
Suresh Venkat

4
Coxeter-Dynkin 다이어그램 과 유사 하지만 그래프 를 찾고 있습니까?
Artem Kaznatcheev

다시 시험 할 때, 내 질문은 실제로 매우 좁으며, 내 생각에 기꺼이 '예'로 대답 할 수는 없지만, 내가 상상하고있는 것과 매우 유사한 것들이 많이있을 것입니다. 나는 그것에 대한 나의 질문을 다시 적용 할 것이다.
robinhoode

@Artem 그렇습니다. 실제로 내가 생각하는 것과 매우 가깝습니다.
robinhoode

답변:


6

많은 사람들이 그래프의 모양을 설명하기 위해 대수 언어를 찾으려고 노력했습니다. 이 질문은 본질적으로 구조적 그래프 이론에 동기를 부여하는 질문입니다 .

이산 수학의이 영역의 핵심은 그래프 분해에 대한 연구입니다. 이 분야에서 일하는 사람들 중 일부는 Neil Robertson, Paul Seymour, Robin Thomas, Maria Chudnovsky, Kristina Vušković 및 공동 연구자이지만이 목록은 저의 연구 관심사에 의해 편향되어 있습니다.

특정 종류의 그래프 분해로 인해 그래프 이론에서 가장 일반적인 결과가 도출되었습니다. 예를 들어 Robertson-Seymour 정리로 이어진 그래프 마이너 프로젝트를 위해 개발 된 주요 기술 도구 중 하나 는 그래프 구조 정리 입니다. 이것은 일부 마이너를 배제한 그래프 클래스를 더 간단한 그래프로 만들 수 있음을 보여줍니다.

에서 강한 것 완벽한 그래프의 증거 정리 다소 다른 분해가 사용되었다. 핵심 결과는 다음과 같습니다. 모든 Berge 그래프G어느 쪽이든 G 기본이거나 G,G¯ 적절한 2 조인을 인정하거나 G 밸런스드 스큐 파티션을 허용합니다.

현재까지 연구 된 분해는 어떤 의미에서 비 대수적이다. 나의 개인적인 직관은 당신이 찾는 것과 같은 "좋은"시스템이 없다는 표시가 있다는 것입니다. 이 glib 문장을 정확하게 만들려면 유한 모델 이론에서 사소한 기업이 필요할 것 같지만 그래프 이론에서 흥미로운 새로운 결과 (성공 여부에 관계없이)로 이어질 수 있다고 생각합니다.


0

이 질문은 함수형 프로그래밍에서 중요합니다. 일반적인 그래프 표현은 순전히 기능적인 언어로 사용하기에는 적합하지 않고 비효율적입니다.

Andrey Mokhov가 작년에 ICFP에서 "클래스가있는 대수 그래프 (함수 진주)" 라는 좋은 접근 방식을 제시했습니다 .

그것이 귀하의 요구에 완전히 부합하는지는 모르겠지만 대수적으로 다양한 유형의 유향 및 무향 그래프를 나타낼 수 있습니다.

당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.