المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01


Independent Vertex Set  
  
1473   01:59 صباحاً   date: 26-4-2022
Author : Burger, A. P.; Cockayne, E. J.; and Mynhardt, C. M
Book or Source : "Domination and Irredundance in the Queens Graph." Disc. Math. 163
Page and Part : ...


Read More
Date: 19-5-2022 1280
Date: 4-3-2022 2387
Date: 24-2-2022 2355

Independent Vertex Set

 

IndependentSet

An independent vertex set of a graph G is a subset of the vertices such that no two vertices in the subset represent an edge of G. The figure above shows independent sets consisting of two subsets for a number of graphs (the wheel graph W_8, utility graph K_(3,3), Petersen graph, and Frucht graph).

Any independent vertex set is an irredundant set (Burger et al. 1997, Mynhardt and Roux 2020).

The polynomial whose coefficients give the number of independent vertex sets of each cardinality in a graph G is known as its independence polynomial.

A set of vertices is an independent vertex set iff its complement forms a vertex cover (Skiena 1990, p. 218). The counts of vertex covers and independent vertex sets in a graph are therefore the same.

The empty set is trivially an independent vertex set since it contains no vertices, and therefore no edge endpoints.

A maximum independent vertex set is an independent vertex set of a graph containing the largest possible number of vertices for the given graph, and the cardinality of this set is called the independence number of the graph.

An independent vertex set that cannot be enlarged to another independent vertex set by adding a vertex is called a maximal independent vertex set.

In the Wolfram Language, the command FindIndependentVertexSet[g][[1]] can be used to find a maximum independent vertex set, and FindIndependentVertexSet[gLength /@ FindIndependentVertexSet[g], All] to find all maximum independent vertex sets. Similarly, FindIndependentVertexSet[gInfinity] can be used to find a maximal independent vertex set, and FindIndependentVertexSet[gInfinityAll] to find all independent vertex sets. To find all independent vertex sets in the Wolfram Language, enumerate all vertex subsets s and select those for which IndependentVertexSetQ[gs] is true.

Independent vertex set counts for some families of graphs are summarized in the following table.

graph family OEIS number independent vertex sets
antiprism graph for n>=3 A000000 X, X, 10, 21, 46, 98, 211, 453, 973, 2090, ...
n×n bishop graph A201862 X, 9, 70, 729, 9918, 167281, ...
n×n black bishop graph A000000 X, X, X, 27, 114, 409, 2066, ...
n-folded cube graph A000000 X, 3, 5, 31, 393, ...
grid graph P_n square P_n for n>=2 A006506 X, 7, 63, 1234, 55447, 5598861, ...
grid graph P_n square P_n square P_n for n>=2 A000000 X, 35, 70633, ...
n-halved cube graph A000000 2, 3, 5, 13, 57, ...
n-Hanoi graph A000000 4, 52, 108144, ...
hypercube graph Q_n A027624 3, 7, 35, 743, 254475, 19768832143, ...
n×n king graph A063443 X, 5, 35, 314, 6427, ...
n×n knight graph A141243 X, 16, 94, 1365, 55213, ...
n-Möbius ladder A182143 X, X, 15, 33, 83, 197, 479, 1153, 2787, ...
n-Mycielski graph A000000 2, 3, 11, 103, 7407, ...
odd graph O_n A000000 2, 4, 76, ...
prism graph Y_n for n>=3 A051927 X, X, 13, 35, 81, 199, 477, 1155, 2785, ...
n×n queen graph A000000 2, 5, 18, 87, 462, ...
n×n rook graph A002720 2, 7, 34, 209, 1546, 13327, 130922, ...
n-Sierpiński gasket graph A000000 4, 14, 440, ...
n-triangular graph A000000 X, 2, 4, 10, 26, 76, 232, 764, ...
n-web graph for n>=3 A000000 X, X, 68, 304, 1232, 5168, 21408, ...
n×n white bishop graph A000000 X, X, X, 27, 87, 409, 1657, ...

Many families of graphs have simple closed forms for counts of independent vertex sets, as summarized in the following table. Here, F_n is a Fibonacci number, L_n is a Lucas number, L_n(x) is a Laguerre polynomial, phi is the golden ratio, and alphabetagamma are the roots of x^3-x^2-2x-1.

graph family number of independent vertex sets
Andrásfai graph 2^(n-1)(3n-1)+1
antiprism graph alpha^n+beta^n+gamma^n
book graph S_(n+1) square P_2 3^n+2^(n+1)
cocktail party graph K_(n×2) 3n+1
complete bipartite graph K_(n,n) 2^(n+1)-1
complete graph K_n n+1
complete tripartite graph K_(n,n,n) 3·2^n-2
2n-crossed prism graph 2^(-n)[(7-sqrt(21))^n+(7+sqrt(21))^n]
cycle graph C_n L_n
empty graph K^__n 2^n
gear graph 2^n+(phi+1)^n+(phi+1)^(-n)
helm graph 2^n+(1-sqrt(3))^n+(1+sqrt(3))^n
ladder graph 1/2[(1-sqrt(2))^(n+1)+(1+sqrt(2))^(n+1)]
ladder rung graph nP_2 3^n
Möbius ladder M_n (-1)^(n+1)+(1-sqrt(2))^n+(1+sqrt(2),)^n
pan graph F_(n+1)+L_n
path graph P_n F_(n+2)
prism graph Y_n (-1)^n+(1-sqrt(2))^n+(1+sqrt(2))^n
n×n rook graph n!L_n(-1)
star graph S_n 2^(n-1)+1
sun graph 2^(n-2)(n+4)
sunlet graph C_n circledot K_1 (1-sqrt(3))^n+(1+sqrt(3))^n
wheel graph W_n L_(n-1)+1

REFERENCES

Burger, A. P.; Cockayne, E. J.; and Mynhardt, C. M. "Domination and Irredundance in the Queens' Graph." Disc. Math. 163, 47-66, 1997.

Gallai, T. "Über extreme Punkt- und Kantenmengen." Ann. Univ. Sci. Budapest, Eőtvős Sect. Math. 2, 133-138, 1959.

Hochbaum, D. S. (Ed.). Approximation Algorithms for NP-Hard Problems. PWS Publishing, p. 125, 1997.

Mynhardt, C. M. and Roux, A. "Irredundance Graphs." 14 Apr. 2020. https://arxiv.org/abs/1812.03382.

Myrvold, W. and Fowler, P. W. "Fast Enumeration of All Independent Sets up to Isomorphism." J. Comb. Math. Comb. Comput. 85, 173-194, 2013.

Skiena, S. "Maximum Independent Set" §5.6.3 in Implementing Discrete Mathematics: Combinatorics and Graph Theory with Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 218-219, 1990.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.