常景智,楊超,程銀萬,王芹,姚兵
1.上海工程技術(shù)大學 數(shù)理與統(tǒng)計學院 智能計算與應用統(tǒng)計研究中心,上海 201620;2.西北師范大學 數(shù)學與統(tǒng)計學院,蘭州 730070
圖的可區(qū)別染色問題是圖論中的經(jīng)典問題之一,隨著可區(qū)別染色問題被廣泛應用于計算機科學、生物學以及網(wǎng)絡安全等領域,這一問題被越來越多的國內(nèi)外學者所研究.近年來,關于把點和邊所染顏色相加的可區(qū)別染色問題引起了人們的極大關注.文獻[1]介紹和研究了圖的鄰和可區(qū)別邊染色,并提出下述著名的1-2-3猜想:
猜想1[1](1-2-3猜想) 設G為一個階數(shù)至少為3的簡單連通圖,則gndiΣ(G)≤3.
文獻[2]證明了階數(shù)至少為3的簡單連通圖的鄰和可區(qū)別邊色數(shù)不超過5.關于鄰和可區(qū)別邊染色的相關研究見文獻[3-6].文獻[7]提出了圖的鄰和可區(qū)別全染色的概念,并給出了此定義下的1-2猜想:
猜想2[7](1-2猜想) 設G為一個簡單連通圖,則tgndiΣ(G)≤2.
文獻[8]得到了任意圖的鄰和可區(qū)別全色數(shù)不超過3.文獻[9]考慮把任意點的關聯(lián)邊與其鄰點所染顏色相加,定義了圖的鄰點被擴展和可區(qū)別全染色,且得到了一些特殊圖的鄰點被拓展和可區(qū)別全色數(shù).文獻[10]研究了仙人掌圖的鄰點被拓展和可區(qū)別全染色.不僅如此,文獻[9]又在鄰點被擴展和可區(qū)別全染色的基礎上考慮加上點本身的顏色,介紹了下述關于圖的一類新染色——鄰點全和可區(qū)別全染色:
其中
N(x)={y∈V(G)|xy∈E(G)}
對任意的邊uv∈E(G),如果有φ(u)≠φ(v)成立,則稱f是圖G的一個鄰點全和可區(qū)別(簡記NFSD)k-全染色.圖G的鄰點全和可區(qū)別全染色中最小的k值稱為G的鄰點全和可區(qū)別全色數(shù),記為fgndiΣ(G).
本文研究了廣義Petersen圖和循環(huán)圖的鄰點全和可區(qū)別全染色問題,確定了它們的鄰點全和可區(qū)別全色數(shù).文中涉及的染色均為非正常的,不失一般性,約定下文證明過程中凡是未被染色的點和邊均染顏色1.
定理1當n為偶數(shù),k為奇數(shù)時,fgndiΣ(P(n,k))=2; 其他情形時,fgndiΣ(P(n,k))≤3.
由定義2知P(n,k)是一類三正則圖,則fgndiΣ(P(n,k))≥2.定理1分以下3個引理證明:
引理1當n為偶數(shù),k為奇數(shù)時,fgndiΣ(P(n,k))=2.
證定義P(n,k)的一個2-全染色f:f(aiai+1)=f(aibi)=f(aibi+k)=1,f(ai)=2(i為奇數(shù)),f(bi)=2(i為偶數(shù)).由染色f可得P(n,k)中各點的權(quán)重為:φ(ai)=10(i為奇數(shù)),φ(ai)=8(i為偶數(shù)),φ(bi)=8(i為奇數(shù)),φ(bi)=10(i為偶數(shù)).因bi總與bi+k相連,所以內(nèi)圈中的相鄰點下標的奇偶性不同,則有φ(bi)=10(i為偶數(shù))≠φ(bi)=8(i為奇數(shù)),證畢.
引理2當n為偶數(shù),k為偶數(shù)時,fgndiΣ(P(n,k))≤3.
證根據(jù)不交圈的長度p,分以下3種情形討論:
引理3當n為奇數(shù)時,fgndiΣ(P(n,k))≤3.
情況2 對內(nèi)圈染色:令f(ai)=1,f(bi)=3.當p?2(mod 3)時,令當p≡2(mod 3)時,令
由定義3知C(n,l)是正則圖,則fgndiΣ(C(n,l))≥2.定理2分以下4個引理證明:
引理4當n為偶數(shù),l為奇數(shù)時,fgndiΣ(C(n,l))=2.
證定義C(n,l)的一個2-全染色f如下:f(aiai+1)=f(aiai+l)=1,f(ai)=2(i≡1(mod 2)).由染色f可得C(n,l)中各點的權(quán)重為:φ(ai)=10(i≡0(mod 2)),φ(ai)=13(i≡1(mod 2)),證畢.
引理5當n為奇數(shù),l為偶數(shù)時,fgndiΣ(C(n,l))≤3.
引理7當n=2l時,fgndiΣ(C(n,l))=2.
情形2 當l=3時,令f(a1a4)=f(a3a4)=f(a4a5)=f(a4)=2,得φ(a1)=φ(a3)=φ(a5)=9,φ(a2)=φ(a6)=7,φ(a4)=11.
情形3 當l=4時,令f(a1a5)=f(a3a7)=f(a3a4)=f(a4a5)=f(a5a6)=f(a5)=2,得φ(a1)=φ(a3)=φ(a6)=9,φ(a2)=φ(a8)=7,φ(a4)=10,φ(a5)=11,φ(a7)=8.
情形4 當l=5時,令f(a1a6)=f(a3a8)=f(a4a9)=f(a2a3)=f(a5a6)=f(a6a7)=f(a9a10)=f(a4)=2,得φ(ai)=9(i=1,3,5,7,9),φ(a2)=φ(a4)=φ(a8)=φ(a10)=8,φ(a6)=11.