त्रिदेव की धारणा की उत्पत्ति


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मेरा सवाल आज (हमेशा की तरह) थोड़ा मूर्खतापूर्ण है; लेकिन मैं आपसे अनुरोध करूंगा कि कृपया इस पर विचार करें।

मैं ट्रेविदथ अवधारणा के पीछे की उत्पत्ति और / या प्रेरणा के बारे में जानना चाहता था। मुझे यकीन है कि यह FPT एल्गोरिदम में उपयोग किया जाता है, लेकिन मुझे नहीं लगता कि यही कारण है कि इस धारणा को परिभाषित किया गया था।

मैंने प्रोफेसर रॉबिन थॉमस की कक्षा में इस विषय पर लिखने वाले नोट्स लिखे हैं । मुझे लगता है कि मैं इस अवधारणा के कुछ अनुप्रयोगों को समझता हूं (जैसे कि यह पेड़ के अलग-अलग गुणों को विघटित होने वाले ग्राफ में स्थानांतरित करता है), लेकिन किसी कारण से मैं वास्तव में आश्वस्त नहीं हूं कि इस अवधारणा का विकास एक ग्राफ की निकटता को मापने के लिए किया गया था एक पेड़ के लिए।

मैं खुद को और अधिक स्पष्ट करने की कोशिश करूंगा (मुझे यकीन नहीं है कि मैं कर सकता हूं, कृपया मुझे बताएं कि प्रश्न स्पष्ट नहीं है)। मैं जानना चाहूंगा कि क्या इसी तरह की धारणाएं गणित की किसी अन्य शाखा में कहीं और मौजूद थीं, जहां से यह धारणा "उधार ली गई" थी। मेरा अनुमान टोपोलॉजी होगा - लेकिन मेरी पृष्ठभूमि की कमी के कारण, मैं कुछ नहीं कह सकता।

इस बारे में प्राथमिक कारण कि मैं इस बारे में क्यों उत्सुक हूं - पहली बार जब मैंने इसकी परिभाषा पढ़ी, तो मुझे यकीन नहीं था कि कोई क्यों और कैसे इसके बारे में कल्पना करेगा और किस अंत तक। यदि प्रश्न अभी भी स्पष्ट नहीं है, तो मैं अंत में इसे इस तरह से बताने की कोशिश करूंगा - आइए हम दिखाते हैं कि ट्रीविद की धारणा मौजूद नहीं थी। सेटिंग्स को असतत करने के लिए कौन से प्राकृतिक प्रश्न (या कुछ गणितीय प्रमेयों / अवधारणाओं का विस्तार) एक परिभाषा की कल्पना करने के लिए नेतृत्व करेंगे (मुझे इसमें शामिल शब्द का उपयोग करें) के रूप में।


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जवाबों:


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यदि आप वास्तव में जानना चाहते हैं कि नील रॉबर्टसन और मुझे पेड़-चौड़ाई में किसने आगे बढ़ाया, तो यह बिल्कुल भी एल्गोरिदम नहीं था। हम वैगनर के अनुमान को हल करने की कोशिश कर रहे थे कि किसी भी अनंत रेखांकन में, उनमें से एक दूसरे का नाबालिग है, और हम शुरुआत में सही थे। हमें पता था कि अगर हम बिना k-vertex पथ के ग्राफ़ पर प्रतिबंधित करते हैं तो यह सच था; मुझे क्यों समझाते हैं। हम जानते थे कि इस तरह के सभी ग्राफ में एक सरल संरचना थी (अधिक सटीक रूप से, बिना के-वर्टेक्स पथ के हर ग्राफ में यह संरचना होती है, और इस संरचना के हर ग्राफ में कोई 2 ^ के-वर्टेक्स पथ नहीं होता है); और हम जानते थे कि इस संरचना के साथ रेखांकन के हर अनंत सेट में, उनमें से एक दूसरे का मामूली था। इसलिए वैगनर का अनुमान ग्राफ़ के लिए सच था, जिसकी अधिकतम पथ लंबाई पर एक बाध्यता थी।

हम यह भी जानते थे कि एक के-स्टार के साथ ग्राफ में यह मामूली था, फिर से क्योंकि हम इस तरह के ग्राफ के लिए एक संरचना प्रमेय थे। हमने और अधिक सामान्य नाबालिगों की तलाश करने की कोशिश की जिनके पास संबंधित संरचना प्रमेय थे जिनका उपयोग हम वैगनर के अनुमान को साबित करने के लिए कर सकते हैं, और इसने हमें पथ-चौड़ाई तक ले जाया; किसी भी पेड़ को नाबालिग के रूप में बाहर रखें और आप बंधे हुए पथ-चौड़ाई प्राप्त करते हैं, और यदि आपने पथ-चौड़ाई को बांधा है, तो ऐसे पेड़ हैं जिन्हें आप गौण नहीं मान सकते। (यह हमारे लिए एक कठिन प्रमेय था; हमारे पास पहले ग्राफ़ माइनर्स पेपर में एक बहुत कठिन प्रमाण था, इसे न पढ़ें, इसे बहुत आसान बनाया जा सकता है।) लेकिन हम बाउंडेड पाथ-चौड़ाई के साथ ग्राफ़ के लिए वैगनर के अनुमान को साबित कर सकते हैं। और इसका मतलब यह था कि रेखांकन के लिए यह सही था कि किसी भी पेड़ को नाबालिग के रूप में न रखा जाए; पहले उल्लेख किए गए पथ और स्टार के मामलों का एक बड़ा सामान्यीकरण।

वैसे भी, उस के साथ हमने आगे बढ़ने की कोशिश की। हम सामान्य रेखांकन नहीं कर सकते, इसलिए हमने प्लानर ग्राफ़ के बारे में सोचा। हमने प्लानर रेखांकन के लिए एक संरचना प्रमेय पाया जिसमें एक लघु (यह आसान था) के रूप में कोई नियोजित प्लैनर ग्राफ नहीं था; यह पेड़ की चौड़ाई से घिरा था। हमने साबित कर दिया कि किसी भी नियोजित प्लानेर ग्राफ के लिए, सभी प्लानर ग्राफ़ जिसमें इसे शामिल नहीं किया गया था, क्योंकि एक नाबालिग ने पेड़ की चौड़ाई को बांधा था। जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, यह वास्तव में रोमांचक था; संयोग से, प्लानर ग्राफ (बड़े प्लानेर ग्राफ के अंदर) को छोड़कर संरचना प्रमेय पेड़ों (सामान्य ग्राफ़ के अंदर) को छोड़कर संरचना प्रमेय पर एक प्राकृतिक मोड़ था। हमें लगा कि हम कुछ सही कर रहे हैं। और हम सभी प्लानर रेखांकन के लिए वैगनर के अनुमान को सिद्ध करते हैं, क्योंकि हमारे पास यह संरचना प्रमेय था।

चूँकि वृक्ष-चौड़ाई ने बड़े ग्रह-रेखीय ग्राफ़ के अंदर प्लानर ग्राफ को बाहर करने के लिए काम किया, इसलिए यह एक स्वाभाविक प्रश्न था कि क्या यह गैर-प्लानर ग्राफ़ के अंदर प्लानर ग्राफ़ को बाहर करने के लिए काम करता है - क्या यह सही था कि प्रत्येक नियोजित प्लानेर ग्राफ के लिए, सभी ग्राफ़ में यह एक के रूप में होता है। नाबालिग ने पेड़ की चौड़ाई को बांधा था? यह हम लंबे समय तक साबित नहीं कर सके, लेकिन यही कि हमें सामान्य रेखांकन के पेड़-चौड़ाई के बारे में सोचना पड़ा। और एक बार जब हमारे पास वृक्ष-चौड़ाई की अवधारणा थी, तो यह स्पष्ट था कि यह एल्गोरिदम के लिए अच्छा था। (और हां, हमें इस बात का अंदाजा नहीं था कि हालिन ने पेड़ की चौड़ाई के बारे में पहले ही सोच लिया था।)


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Cstheory में आपका स्वागत है, और शानदार उत्तर के लिए धन्यवाद!
सुरेश वेंकट

प्रोफेसर सेमूर को समय देने के लिए बहुत बहुत धन्यवाद। यह उत्तर अंतर्दृष्टि के रहस्योद्घाटन से भरा है और उस ऐतिहासिक हिस्से को कवर करता है जो मूल रूप से प्रश्न का इरादा था। इसलिए इसे स्वीकार किए गए उत्तर के रूप में चिह्नित किया गया :)
आकाश कुमार

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यहां बताया गया है कि आप स्वयं ट्री-चौड़ाई की अवधारणा के साथ कैसे आ सकते हैं।

मान लीजिए कि आप निम्नलिखित ग्राफ में स्वतंत्र सेटों की संख्या गिनना चाहते हैं।

स्वतंत्र सेट को उन लोगों में विभाजित किया जा सकता है, जहां शीर्ष नोड पर कब्जा है, और जहां यह अप्रकाशित है

अब, ध्यान दें कि यह जानने के लिए कि क्या शीर्ष नोड पर कब्जा है, आप प्रत्येक उपप्रकार में अलग से स्वतंत्र सेटों की संख्या की गणना कर सकते हैं, और उन्हें गुणा कर सकते हैं। इस प्रक्रिया को बार-बार दोहराने से आपको ग्राफ़ विभाजकों के आधार पर स्वतंत्र सेटों की गणना करने के लिए एक एल्गोरिदम मिलता है।

अब मान लीजिए कि आपके पास अब कोई पेड़ नहीं है। इसका मतलब है कि विभाजक बड़े हैं, लेकिन आप एक ही विचार का उपयोग कर सकते हैं। निम्नलिखित ग्राफ में स्वतंत्र सेटों की गिनती पर विचार करें।

निम्नलिखित को प्राप्त करने वाले विभाजक पर समस्या को उपप्रकारों में तोड़ने के समान विचार का उपयोग करें

पिछले उदाहरण की तरह, योग में प्रत्येक पद विभाजक में दो छोटे गिनती कार्यों में विघटित होता है।

ध्यान दें कि हमारे पास पिछले उदाहरण की तुलना में योग में अधिक शब्द हैं क्योंकि हमें अपने विभाजक पर सभी कॉन्फ़िगरेशनों की गणना करनी है, जो संभावित रूप से विभाजक के आकार (इस मामले में आकार 2) के साथ तेजी से बढ़ सकते हैं।

ट्री अपघटन एक डेटा-संरचना है जो इन पुनरावर्ती विभाजन चरणों को संग्रहीत करने के लिए है। निम्नलिखित ग्राफ और इसके पेड़ के अपघटन पर विचार करें

इस अपघटन का उपयोग करने की गणना करने के लिए, आप सबसे पहले 3,6 नोड्स में मानों को ठीक करेंगे, जो इसे 2 उपप्रोलेब्स में तोड़ता है। पहले उपप्रकार में आप अतिरिक्त रूप से नोड 5 को ठीक करेंगे, जो इसके हिस्से को दो छोटे उपखंडों में तोड़ता है।

इष्टतम पुनरावर्ती अपघटन में सबसे बड़े विभाजक का आकार ठीक पेड़ की चौड़ाई है। बड़ी गिनती की समस्याओं के लिए, सबसे बड़े विभाजक का आकार रनटाइम पर हावी होता है, यही वजह है कि यह मात्रा इतनी महत्वपूर्ण है।

वृक्ष-चौड़ाई की धारणा के अनुसार, वृक्ष का ग्राफ कितना निकट होता है, इसे सहज बनाने का एक तरीका यह है कि वृक्ष के अपघटन की वैकल्पिक व्युत्पत्ति पर गौर किया जाए - कोरडल ग्राफ के साथ पत्राचार से। पहले क्रम में लंबों को पीछे करके और प्रत्येक शीर्ष के सभी "उच्च क्रम वाले" पड़ोसियों को परस्पर जोड़कर ग्राफ को त्रिभुजित करें।

फिर वृक्षों के अपघटन का निर्माण अधिक से अधिक ताली बजाकर और उन्हें जोड़ने से यदि उनका चौराहा एक अधिकतम विभाजक हो।

पेड़ के अपघटन के निर्माण के पुनरावर्ती विभाजक और त्रिकोणीय आधारित दृष्टिकोण बराबर हैं। ट्री की चौड़ाई + 1 ग्राफ के इष्टतम त्रिभुज में सबसे बड़े गुच्छे का आकार है, या यदि ग्राफ़ पहले से ही त्रिभुज है, तो सबसे बड़े गुच्छे का आकार।

तो एक मायने में, ट्रेविद ट्विन के कॉर्डल ग्राफ को उन पेड़ों के रूप में सोचा जा सकता है, जहां सिंगल नोड्स के बजाय हमारे पास ज्यादातर ट्व + 1 पर आकार के क्लैंपिंग ओवरलैपिंग हैं। गैर-कॉर्डल ग्राफ ऐसे "क्लिक ट्री" हैं जिनमें कुछ क्लिच किनारों को गायब किया गया है

यहाँ कुछ वर्णिक रेखांकन और उनकी वृक्ष-चौड़ाई दी गई है।


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बहुत अच्छी व्याख्या यारोस्लाव ... बहुत बहुत धन्यवाद
आकाश कुमार

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एक त्वरित प्रश्न यारोस्लाव..आपने इतनी अच्छी तस्वीरें कैसे खींचीं? आपने मुझे याद दिलाया कि संसाधनों का उपयोग करने में मैं कितना अक्षम हूं। नहीं पता था कि आप एक सिद्धांत मंच पर इस शांत सामान कर सकते हैं :-)। मन साझा करना कि आपने ऐसा अद्भुत सामान कैसे किया? साभार
आकाश कुमार

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मेरे पास इस तरह के चित्र बनाने के लिए गणितज्ञ लिपियों का एक संग्रह है ... एक विशिष्ट आरेख प्रकार के लिए कोड प्राप्त करने के लिए, इसका एक उदाहरण yaroslavvb.blogspot.com या mathematica-bits.blogspot.com पर प्राप्त करें और "नोटबुक" लिंक पर जाएं। उस पोस्ट
यारोस्लाव बुलटोव

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यह उत्तर बहुत भयानक है। वाह।
टोटो

क्या कॉर्ड ग्राफ में बढ़त 7-10 आवश्यक है?
जे। श्मिट

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मेरा मानना ​​है कि पहले ही दिए गए रॉबर्टसन सीमोर के पेपर के साथ ट्रेविद शुरू हो गया था। लेकिन पहले के कुछ पूर्ववर्ती प्रतीत होते हैं:

  • एक ग्राफ के "आयाम" की अवधारणा जो बर्टेले, अम्बर्टो से उस पर गतिशील प्रोग्रामिंग एल्गोरिदम के व्यवहार को नियंत्रित करेगी; ब्रूसची, फ्रांसेस्को (1972), नॉनसेरल डायनामिक प्रोग्रामिंग

  • पार्सन्स, टीडी (1976) से रेखांकन पर पीछा-चोरी के खेल की अवधारणा। "एक ग्राफ में पीछा-चोरी"। रेखांकन के सिद्धांत और अनुप्रयोग । स्प्रिंगर-वर्लग। पीपी। 426–441। इसका एक प्रकार बहुत बाद में ट्रेविद के बराबर दिखाया गया: सीमोर, पॉल डी।; थॉमस, रॉबिन (1993), "ग्राफ की खोज और पेड़-चौड़ाई के लिए एक अधिकतम-अधिकतम प्रमेय", जर्नल ऑफ़ कॉम्बिनेटरियल थ्योरी, सीरीज़ बी 58 (1): 22-33, डीआईआई: 10.1006 / jctb.1998.1027

  • प्लानर ग्राफ के लिए विभाजक पदानुक्रम, उंगर, पीटर (1951), "ए थ्योरम ऑन प्लेनर ग्राफ्स", जर्नल ऑफ द लंदन मैथमेटिकल सोसाइटी 1 (4): 256, doi: 10.1112 / jmms / s1-26.4.256 , और निरंतरता से 1979-1980 में लिप्टन और टारजन द्वारा कई पत्रों के साथ। इस प्रकार के पदानुक्रम में सबसे बड़े विभाजक का आकार निकटता से संबंधित है।

उस समय के लिए आगे बढ़ रहे हैं जब रॉबर्टसन-सीमोर के विचार पहले से ही तैरने लगे होंगे, ग्राफ़ माइनर्स II की तुलना में पहले भी एक पेपर है जो स्पष्ट रूप से पीछा-चोरी और अलगाव के विचारों को जोड़ता है, और जो कि चौड़ाई के बराबर चौड़ाई की धारणा को परिभाषित करता है। : एलिस, जेए; सुदबरो, आईएच; टर्नर, जेएस (1983), "ग्राफ जुदाई और खोज संख्या", प्रोक। 1983 एलर्टन कॉन्फिडेंट। संचार, नियंत्रण और कम्प्यूटिंग पर।


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मुझे लगता है कि यह सच नहीं है: जाहिरा तौर पर हालिन ने कुछ दस साल पहले अवधारणा की खोज की थी, लेकिन रॉबर्टसन और सेमोर के पुनर्वितरण तक यह काफी हद तक किसी का ध्यान नहीं रहा। विवरण के लिए नीचे उत्तर देखें।
हरमन ग्रबेर

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ग्राफ सिद्धांत पर अपने मोनोग्राफ में, रेइनहार्ड डिएस्टल ने 1976 के पेपर में हैलिन द्वारा ट्रीव्यूथ और ट्री डेकोम्पोजिशन की अवधारणा का पता लगाया (यद्यपि इन नामों का उपयोग नहीं किया गया)। वह इस पेपर के लिए यह भी परिणाम देता है कि प्लानेर ग्रिड ग्राफ अप्रतिष्ठित है। बेशक, वह रॉबर्टसन और सीमोर द्वारा बाद के पेपर का भी उल्लेख करते हैं, जिन्होंने "अवधारणा को फिर से खोजा, जाहिर है हैलिन के काम से अनजान" (क्षमा करें यदि मेरा अनुवाद खराब है)।

  • S
  • रेइनहार्ड डायस्टेल। ग्राफेंटेहेरी , तीसरा जर्मन संस्करण, नॉटिज़न ज़ू कपिटेल 10. (पुस्तक का कुछ अंग्रेजी संस्करण मुफ्त डाउनलोड के लिए ऑनलाइन उपलब्ध है।)

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बहुत सटीक लगता है। डिएस्टेल 3 से (अंग्रेजी) संस्करण pp.354-355: "ट्री-अपघटन और पेड़-चौड़ाई की धारणाओं को आर। हलिन द्वारा प्रस्तुत किया गया था (अलग-अलग नामों से) रेखांकन के लिए एस-फ़ंक्शन, जे। बायोमेट्री 8 (1976) , १ showed१-१ things६। अन्य बातों के अलावा, हेलिन ने दिखाया कि ग्रिड में मनमाने ढंग से बड़ी वृक्ष-चौड़ाई हो सकती है। रॉबर्ट्सन और सीमोर ने केविन वैगनर के प्रत्यक्ष संदर्भ के साथ, हैलिन के पेपर के दो संदर्भों से स्पष्ट रूप से अनभिज्ञ हैं, जो वैगनर, Über ईइन ईजेनशैफ्ट डेर आइबेन कोम्प्लेक्स के लिए भेजा था। गणित। एन। 114 (1937), 570–590। (यह सेमिनल पेपर है जिसमें सरल पेड़-डिकम्पोजिशन की शुरुआत की गई है "
एंड्रस सलामन

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क्षमा करें श्री ग्रुबर को इस सुपर-लेट प्रतिक्रिया के लिए। मैंने आपके उत्तर को लंबे समय पहले देखा था, यकीन नहीं था कि अगर मैं पहले से ही स्वीकार कर लिया था, तो मैं अन्य उत्तर स्वीकार कर सकता हूं। आपकी प्रतिक्रिया बहुत सटीक है और मिस्टर सलामन के रूप में अच्छी तरह से मृत दिखाई देता है
आकाश कुमार

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वृक्ष-चौड़ाई की धारणा [1] (और इसी तरह की धारणा शाखा-चौड़ाई की है ) को रॉबर्ट माइनर और सेमोर द्वारा ग्राफ मीनर्स पर अपने सेमिनल पेपर्स में पेश किया गया है ।

GH

देखें: एन। रॉबर्टसन, पीडी सेमोर। ग्राफ़ माइनर्स। द्वितीय। वृक्ष-चौड़ाई के एल्गोरिदम संबंधी पहलू । जेसीटी सीरीज़ बी (1986)


इस संदर्भ को लाने के लिए धन्यवाद। लेकिन मुझे इस संदर्भ के बारे में पहले से ही पता था (मुझे सिर्फ इतना पता था कि यह रॉबर्टसन / सेमोर का कुछ पेपर था - इसे कभी नहीं पढ़ा था)। बस यह निश्चित नहीं था कि रॉबर्टसन, सीमोर ने इस धारणा के साथ क्या किया। यह बात बताने के लिए धन्यवाद। लेकिन मैं प्रो एप्पस्टीन की कही गई बातों के साथ कुछ ढूंढ रहा था, इसलिए यह मान लिया गया कि स्वीकृत उत्तर के रूप में।
आकाश कुमार

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