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        非連通圖(P1∨Pm)∪C4n∪P2的優(yōu)美性

        2014-11-01 03:41:40吳躍生王廣富徐保根
        關(guān)鍵詞:標號偶數(shù)頂點

        吳躍生,王廣富,徐保根

        (華東交通大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院,江西南昌330013)

        1 引言與預(yù)備知識

        優(yōu)美圖集廣泛的應(yīng)用性和趣味性于一身,因而優(yōu)美圖的研究是圖論中較為活躍的課題之一[1-20].許多學(xué)者對非連通圖的優(yōu)美性進行了研究[4-18].本文考慮非連通圖(P1∨Pm)∪C4n∪P2的優(yōu)美性.

        本文所討論的圖均為無向簡單圖,V(G)和E(G)分別表示圖G的頂點集和邊集,未說明的符號及術(shù)語均同文獻[1].

        定義1[1]對于一個圖G=(V,E),如果存在一個單射 θ:V(G)→{0,1,2,…,|E(G)|},使得對所有邊 e=(u,v)∈E(G),由 θ′(e)=|θ(u)- θ(v)|導(dǎo)出的映射 E(G)→{1,2,…,|E(G)|}是雙射,則稱 G 是優(yōu)美圖,稱θ是G的一組優(yōu)美標號,稱θ′為G的邊上的由θ導(dǎo)出的誘導(dǎo)值.

        定義2[1]若一個圖G的頂點集V(G)能分成2個非空子集X和Y,使得X∪Y=V(G),X∩Y且G的每條邊的端點分別在X和Y中,則稱G為二分圖,記作 G=(X,Y;E),二分劃記為(X,Y);如果G是優(yōu)美的,則稱為優(yōu)美二分圖.

        定義3[3]設(shè)G是一個優(yōu)美二分圖,其優(yōu)美標號為θ,將V(G)劃分成2個集合X、Y,如果則稱θ是G的交錯標號.稱G是在交錯標號θ下的交錯圖.

        定義4[1]設(shè)θ為G的一個優(yōu)美標號,如果存在正整數(shù) k,使得對任意的(u,v)∈E(G),有

        成立,則稱θ為G的平衡標號(或稱G有平衡標號θ),且稱k為θ的特征.圖G稱為平衡二分圖.

        顯然,若θ為G的平衡標號,則k是邊導(dǎo)出標號為1的邊的2個端點中標號較小的頂點的標號.

        由定義3和定義4知:平衡圖與交錯圖等價,平衡圖的平衡標號θ的特征

        定義5[1]設(shè)圖G1和G2不相交,在G1∪G2中,把G1的每個頂點和G2的每個頂點連接起來所得到的圖叫做G1和G2的聯(lián)圖,記作G1∨G2.

        2 主要結(jié)果

        引理1 如果優(yōu)美圖G不存在a的優(yōu)美值,a為自然數(shù)(1≤a≤|E(G)|-1),交錯圖H關(guān)于交錯標號的特征為k,交錯圖H不存在k+1+a的優(yōu)美值,則非連通圖G∪H∪P2是優(yōu)美圖.

        證明 設(shè)G的優(yōu)美標號為 θ,|E(G)|=n,|E(H)|=m-1,θ1是圖H的交錯標號,其特征為k,(X,Y)是H的二分劃v1v2,定義非連通圖G∪H∪P2的標號θ2如下:

        下面證明θ2是非連通圖G∪H∪P2的優(yōu)美標號.

        (1)非連通圖G∪H∪P2中G的頂點標號集合是{k+1,k+2,…,k+a}∪{k+a+2,k+a+3,…,n+k+1}的子集,G的頂點標號互不相同.

        在優(yōu)美標號θ下,圖G邊導(dǎo)出標號集合是{1,2,…,n},可知在標號θ2下,圖G邊導(dǎo)出標號集合還是{1,2,…,n}.

        (2)非連通圖G∪H∪P2中H的頂點標號集合是{0,1,…,k}∪{k+2+n,k+3+n,…,k+1+a+n}∪{k+3+a+n,k+4+a+n,…,n+m} 的子集,邊導(dǎo)出標號集合是{n+2,n+3,…,m+n}.

        (3)非連通圖G∪H∪P2中P2的頂點標號集合是{k+1+a,k+1+a+n+1},邊導(dǎo)出標號集合是{n+1}.

        由(1)、(2)和(3)可知 θ2是非連通圖 G∪H∪P2的優(yōu)美標號.證畢.

        引理2[1]設(shè)θ是圖G的一個優(yōu)美標號,對任意的頂點 v∈V(G),定義 θ:θ(v)=|E(G)|- θ(v),v∈V(G),則θ是一個異于θ的優(yōu)美標號.

        引理3 設(shè)Pn是n個頂點的路,則P1∨Pn是優(yōu)美圖.

        證明 記 P1和 Pn上的頂點依次為 v0和 v1,v2,…,vn,定義P1∨Pn的第1種頂點標號θ為:

        θ(v0)=0,θ(v2i)=2i-1,i=1,2,…,n/2,n為偶數(shù);i=1,2,…,(n-1)/2,n為奇數(shù)

        θ(v2i-1)=2n-(2i-1),i=1,2,…,n/2,n 為偶數(shù);i=1,2,…,(n+1)/2,n為奇數(shù)容易驗證,θ是P1∨Pn的優(yōu)美標號,且缺標號值2,4,…,2n-2.定義 θ:

        由引理2知θ是一個異于θ的優(yōu)美標號,且缺標號值1,3,…,2n-3.

        定義P1∨Pn的第2種頂點標號θ為:

        θ(v0)=2n-1,θ(v2i)=n-i,i=1,2,…,n/2,n為偶數(shù);i=1,2,…,(n-1)/2,n為奇數(shù)

        θ(v2i-1)=i-1,i=1,2,…,n/2,n 為偶數(shù);i=1,2,…,(n+1)/2,n為奇數(shù)

        容易驗證,θ是P1∨Pn的優(yōu)美標號,且缺標號值n,n+1,…,2n-2.定義 θ:

        θ(v)=|E(P1∨Pn)|- θ(v) v∈V(P1∨Pn)

        由引理2知θ是一個異于θ的優(yōu)美標號,且缺標號值1,2,…,n-1.

        引理4 設(shè)C4n是4n個頂點的圈,則C4n存在特征為2n-1,且缺3n的交錯標號.

        證明 記圈C4n上的頂點依次為v1,v2,…,v4n,定義圈C4n的頂點標號θ為

        容易驗證,θ就是圈C4n的特征為2n-1,且缺3n的交錯標號.

        定理 設(shè)m,n為任意正整數(shù),當m≥2,1≤n≤2m-2 時,非連通圖(P1∨Pm)∪C4n∪P2是優(yōu)美圖.

        證明 由引理3知,圖P1∨Pm存在缺標號值為1,2,…,m-2的優(yōu)美標號.由引理4知,圈C4n存在特征為2n-1,且缺3n的交錯標號.注意到3n=(2n-1)+1+n,由引理 1可知,當 m≥2,1≤n≤2m-2時,非連通圖(P1∨Pm)∪C4n∪P2是優(yōu)美圖.

        例(P1∨P5)∪C4n∪P2(1≤n≤8)的第1種優(yōu)美標號如下:

        (P1∨P5)∪C4∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 11;P5上各點的標號依次為 2,10,4,8,6;C4上各點的標號依次為0,14,1,12;P2上各點的標號依次為3,13.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 9;P5上各點的標號依次為0,8,2,6,4;C4上缺標號值3的各點的優(yōu)美標號依次為0,4,1,2.

        (P1∨P5)∪C12∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 15;P5上各點的標號依次為 6,14,8,12,10;C12上各點的標號依次為 0,22,1,21,2,20,3,18,4,17,5,16;P2上各點的標號依次為 9,19.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為9;P5上各點的標號依次為0,8,2,6,4;C12上缺標號值9的各點的優(yōu)美標號依次為0,12,1,11,2,10,3,8,4,7,5,6.

        (P1∨P5)∪C20∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 19;P5上各點的標號依次為 10,18,12,16,14;C20上各點的標號依次為 0,30,1,29,2,28,3,27,4,26,5,24,6,23,7,22,8,21,9,20;P2上各點的標號依次為 15,25.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為9;P5上各點的標號依次為 0,8,2,6,4;C20上缺標號值15的各點的優(yōu)美標號依次為0,20,1,19,2,18,3,17,4,16,5,14,6,13,7,12,8,11,9,10.

        (P1∨P5)∪C28∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 23;P5上各點的標號依次為 14,22,16,20,18;C28上各點的標號依次為 0,38,1,37,2,36,3,35,4,34,5,33,6,32,7,30,8,29,9,28,10,27,11,26,12,25,13,24;P2上各點的標號依次為 21,31.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為9;P5上各點的標號依次為 0,8,2,6,4;C28上缺標號值 21的各點的優(yōu)美標號依次為 0,28,1,27,2,26,3,25,4,24,5,23,6,22,7,20,8,19,9,18,10,17,11,16,12,15,13,14.

        (P1∨P5)∪C8∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 4;P5上各點的標號依次為13,5,11,7,9;C8上各點的標號依次為 0,18,1,17,2,15,3,14;P2上各點的標號依次為 6,16.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 0;P5上各點的標號依次為 9,1,7,3,5;C8上缺標號值6的各點的優(yōu)美標號依次為0,8,1,7,2,5,3,4.

        (P1∨P5)∪C16∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 8;P5上各點的標號依次為17,9,15,11,13;C16上各點的標號依次為 0,26,1,25,2,24,3,23,4,21,5,20,6,19,7,18;P2上各點的標號依次為 12,22.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為0;P5上各點的標號依次為 9,1,7,3,5;C16上缺標號值 12的各點的優(yōu)美標號依次為 0,16,1,15,2,14,3,13,4,11,5,10,6,9,7,8.

        (P1∨P5)∪C24∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 12;P5上各點的標號依次為 21,13,19,15,17;C24上各點的標號依次為 0,34,1,33,2,32,3,31,4,30,5,29,6,27,7,26,8,25,9,4,10,23,11,22;P2上各點的標號依次為 18,28.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為0;P5上各點的標號依次為9,1,7,3,5;C24上缺標號值18的各點的優(yōu)美標號依次為0,24,1,23,2,22,3,21,4,20,5,19,6,17,7,16,8,15,9,14,10,13,11,12.

        (P1∨P5)∪C32∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 16;P5上各點的標號依次為 25,17,23,19,21;C32上各點的標號依次為 0,42,1,41,2,40,3,39,4,38,5,37,6,36,7,35,8,33,9,32,10,31,11,30,12,29,13,28,14,27,15,26;P2上各點的標號依次為 24,34.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 0;P5上各點的標號依次為9,1,7,3,5;C32上缺標號值24的各點的優(yōu)美標號依次為 0,32,1,31,2,30,3,29,4,28,5,27,6,26,7,25,8,23,9,22,10,21,11,20,12,19,13,18,14,17,15,16.

        (P1∨P5)∪C4n∪P2(1≤n≤8)的第2種優(yōu)美標號如下:

        (P1∨P5)∪C4∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 2;P5上各點的標號依次為11,7,10,8,9;C4上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為3,13.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 0;P5上各點的標號依次為9,5,8,6,7.

        (P1∨P5)∪C8∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 4;P5上各點的標號依次為13,9,12,10,11;C8上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為6,16.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 0;P5上各點的標號依次為 9,5,8,6,7.

        (P1∨P5)∪C12∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 6;P5上各點的標號依次為 15,11,14,12,13;C12上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為9,19.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 0;P5上各點的標號依次為9,5,8,6,7.

        (P1∨P5)∪C16∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 8;P5上各點的標號依次為 17,13,16,14,15;C16上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為12,22.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 0;P5上各點的標號依次為9,5,8,6,7.

        (P1∨P5)∪C20∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 19;P5上各點的標號依次為 10,14,11,13,12;C20上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為15,25.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 9;P5上各點的標號依次為0,4,1,3,2.

        (P1∨P5)∪C24∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 21;P5上各點的標號依次為 12,16,13,15,14;C24上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為18,28.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 9;P5上各點的標號依次為0,4,1,3,2.

        (P1∨P5)∪C28∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 23;P5上各點的標號依次為 14,18,15,17,16;C28上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為21,31.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 9;P5上各點的標號依次為0,4,1,3,2.

        (P1∨P5)∪C32∪P2的優(yōu)美標號:P1的標號為 25;P5上各點的標號依次為 16,20,17,19,18;C32上各點的標號與第一種標號相同;P2上各點的標號依次為24,34.注:(P1∨P5)的優(yōu)美標號:P1的標號為 9;P5上各點的標號依次為0,4,1,3,2.

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