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Combinatorics, Graph Theory and Computing

SEICCGTC 2022, Boca Raton, USA, March 7–11

  • 2024
  • Buch

Über dieses Buch

Dieser Band versammelt ausgewählte, überarbeitete Aufsätze, die auf der 53. Internationalen Konferenz für Kombinatorik, Graphentheorie und Datenverarbeitung (SEICCGTC 2022) präsentiert wurden, die vom 7. bis 11. März 2022 an der Florida Atlantic University in Boca Raton, USA, stattfand. Der SEICCGTC gilt weltweit als Trendsetter für andere Konferenzen. Viele Ideen und Themen, die hier ursprünglich diskutiert wurden, wurden später in anderen Konferenzen und Symposien erforscht. Seit 1970 wird die Konferenz jährlich in Baton Rouge, Louisiana, und Boca Raton, Florida, abgehalten. Im Laufe der Jahre hat sie sich zur wichtigsten jährlichen Konferenz in ihren Bereichen entwickelt und spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbreitung von Ergebnissen und der Förderung der Zusammenarbeit. Dieser Band ist auf die Gemeinschaft reiner und angewandter Mathematiker in Wissenschaft, Industrie und Verwaltung zugeschnitten, die in Kombinatorik und Graphentheorie sowie verwandten Bereichen der Informatik und den Schnittpunkten zwischen diesen Bereichen arbeiten.

Inhaltsverzeichnis

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  1. Frontmatter

  2. Additive Combinatorics in Groups and Geometric Combinatorics on Spheres

    Béla Bajnok
    Dieses Kapitel vertieft sich in die faszinierende Schnittmenge additiver Kombinatorik in endlichen abelschen Gruppen und geometrischer Kombinatorik auf Kugeln. Es stellt die Konzepte der Unabhängigkeit und des Überspannens in Gruppen vor und untersucht ihre Entsprechungen im euklidischen Raum: Designs und Distanzsets. Der Autor stellt starke Parallelen zwischen diesen scheinbar disparaten Themen fest und zeigt auf, wie Ergebnisse aus einem Bereich gewinnbringend auf den anderen angewendet werden können. Das Kapitel stellt auch faszinierende Probleme und Vermutungen vor, wie etwa die Größe der größten t-unabhängigen Menge in einer abelschen Gruppe und die Klassifizierung sphärischer t-Designs und s-Distanzmengen. Durch detaillierte Definitionen und Beispiele bietet der Text eine reichhaltige und ansprechende Erforschung dieser fortgeschrittenen mathematischen Themen, was ihn zu einer wertvollen Ressource für Spezialisten in der Kombinatorik und verwandten Bereichen macht.
  3. A Walk Through Some Newer Parts of Additive Combinatorics

    Béla Bajnok
    Das Kapitel vertieft sich in die komplexe Welt der additiven Kombinatorik und konzentriert sich auf das Studium von Zusammenfassungen innerhalb endlicher abeler Gruppen. Es werden verschiedene Arten von Sumsets eingeführt, darunter h-fach unterzeichnete Sumsets, h-fach beschränkte Sumsets, h-fach unterzeichnete Sumsets und h-fach beschränkte Sumsets. Der Autor diskutiert aktuelle Ergebnisse und offene Fragen in Bezug auf minimale Summengröße, perfekte Basen und übergreifende, k-sumfreie Sets und Nonbasen maximaler Größe, wobei er die Komplexität und Schönheit dieser mathematischen Konzepte hervorhebt. Das Kapitel zeichnet sich vor allem durch seine umfassende Behandlung dieser Themen aus. Es bietet sowohl historische Perspektiven als auch neueste Forschungsergebnisse und ist daher eine unschätzbare Ressource für Spezialisten auf diesem Gebiet.
  4. Passing Drops and Descents

    Cailyn Bass, Steve Butler
    Das Kapitel "Passing Drops and Descents" beschäftigt sich mit der mathematischen Modellierung von Jongliermustern, insbesondere mit der kombinatorischen Zählung von Passmustern unter mehreren Jongleuren. Aufbauend auf früheren Arbeiten von Bühler et al. und Ehrenborg and Readdy führen die Autoren einen neuen Ansatz ein, um diese Muster anhand einer Verallgemeinerung der Eulerschen Zahlen zu beschreiben und zu zählen. Dieser Ansatz führt zu einem kombinatorischen Nachweis einer verallgemeinerten Worpitzky-Identität, die ein Sonderfall einer von Pita-Ruiz gegebenen algebraischen Identität ist. Das Kapitel geht mit der Einführung dieser Verallgemeinerung und der Festlegung grundlegender Eigenschaften weiter und beschreibt dann anhand von Karten und Turmplatzierungen Passmuster. Das Hauptergebnis ist eine kombinatorische Interpretation und der Nachweis der verallgemeinerten Identität Worpitzkys, die die einzigartigen Aspekte der tropfenfokussierten Methode im Vergleich zu traditionellen abstammungsfokussierten Ansätzen hervorheben. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Herausforderungen und Grenzen der Aufnahme von Nullpunkten in das Modell.
  5. Group Divisible Designs with Three Groups and Block Size 4

    Dinesh G. Sarvate, Dinkayehu M. Woldemariam, Li Zhang
    Das Kapitel behandelt die komplexe Welt der Group Divisible Designs (GDDs) mit einem Schwerpunkt auf Gruppen mit drei Gruppen und einer Blockgröße von vier. Es beginnt mit der Definition von Balanced Incomplete Block Designs (BIBDs) und ihrer Bedeutung und führt dann GDDs als Verallgemeinerung von BIBDs ein. Der Text untersucht verschiedene Arten von Blöcken innerhalb der GDD und die notwendigen Bedingungen für ihre Existenz. Sie vertieft sich in die Konstruktion von GDDs und zeigt die Herausforderungen und Grenzen auf, insbesondere wenn die Anzahl der Gruppen kleiner ist als die Blockgröße. Das Kapitel bietet auch eine detaillierte Analyse spezifischer Fälle, wie GDDs mit Blockgröße vier und zwei Gruppen, und bietet Konstruktionen für bestimmte Familien von GDDs. Dabei wird die praktische Anwendung und theoretische Bedeutung von GDDs in der Statistik und im kombinatorischen Design hervorgehoben.
  6. A New Absolute Irreducibility Criterion for Multivariate Polynomials over Finite Fields

    Carlos Agrinsoni, Heeralal Janwa, Moises Delgado
    Das Kapitel führt ein neues Kriterium zur Prüfung der absoluten Irreduzibilität multivariater Polynome über endliche Felder ein, ein grundlegendes Problem in der Algebra und der algebraischen Geometrie. Traditionelle Methoden wie das Eisenstein-Kriterium und Newton-Polygone erfordern oft komplexe Berechnungen über Feldausdehnungen. Das neue Kriterium vereinfacht den Prozess jedoch, indem es GCD-Berechnungen und Quadrat-Freiheitstests heranzieht. Dieser Ansatz ist besonders effektiv für bivariate Polynome, wodurch sich die Zeitkomplexität deutlich verringert. Das Kapitel stellt auch einen Algorithmus zur absoluten Irreduzibilitätsprüfung vor, der seine Effizienz und praktische Anwendbarkeit demonstriert. Die Ergebnisse haben weitreichende Implikationen in verschiedenen Bereichen, darunter Verschlüsselungstheorie, Kryptographie und algebraische Geometrie, wo die absolute Irreduzibilität von Polynomen für den Nachweis von Theoremen und die Entwicklung sicherer Systeme von entscheidender Bedeutung ist.
  7. On Combinatorial Interpretations of Some Elements of the Riordan Group

    Melkamu Zeleke, Mahendra Jani
    Das Kapitel beginnt mit der Einführung der Riordan Group und ihrer grundlegenden Konzepte, einschließlich Riordan-Arrays und ihrer Erzeugungsfunktionen. Es diskutiert die Bedeutung von Ruggs Sequenzcharakterisierung von Riordan-Array-Einträgen und untersucht generalisierte geordnete Bäume, die als K-Bäume bekannt sind. Der Text vertieft sich dann in die Beziehung zwischen K-Bäumen und Dyck-Wegen und stellt eine natürliche Gegenüberstellung zwischen beiden dar. Es untersucht auch die Verwendung von Riordan-Arrays, um k-Dyck-Pfade und Gitterwege zu zählen, und unterstreicht die kombinatorische Bedeutung dieser Strukturen. Darüber hinaus untersucht das Kapitel die Inversen von Elementen innerhalb der Bell-Untergruppe der Riordan-Gruppe und liefert sowohl algebraische als auch kombinatorische Einsichten. Der gesamte Text bietet eine detaillierte und fesselnde Erforschung der mathematischen Konzepte, was ihn zu einer wertvollen Ressource für Spezialisten auf diesem Gebiet macht.
  8. Production Matrices of Double Riordan Arrays

    Dennis Davenport, Fatima Fall, Julian Francis, Trinity Lee
    Das Kapitel beginnt mit einer Einführung in Riordan-Arrays, die durch zwei Potenzreihen g und f und deren Gruppeneigenschaften definiert sind. Es erweitert diese Konzepte dann auf doppelte Riordan-Arrays, die nach abwechselnden Regeln aufgebaut sind und unterschiedliche Untergruppen wie die Schachbrettuntergruppe haben. Das Kapitel stellt Produktionsmatrizen als Werkzeug zur Konstruktion und Analyse dieser Arrays vor, wobei ihre einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen hervorgehoben werden. Es enthält auch ein kombinatorisches Beispiel mit Schröder-Pfaden, das die praktische Relevanz doppelter Riordan-Arrays in der Kombinatorik aufzeigt.
  9. The Existence of a Knight’s Tour on the Surface of Rectangular Boxes

    Shengwei Lu, Carl Yerger
    Das Kapitel vertieft sich in das faszinierende Problem, geschlossene Rittertouren auf der Oberfläche rechteckiger Schachteln zu finden, und erweitert das klassische Schachbrettproblem auf 3D-Geometrie. Es beginnt mit der Definition des Ritterzuges und der Bedingungen für eine geschlossene Tour und untersucht dann verschiedene Algorithmen und Methoden, um solche Touren auf verschiedenen Oberflächen zu konstruieren, einschließlich zylindrischer und toroider Strukturen. Das Kapitel behandelt auch das Vorhandensein geschlossener Führungen auf Brettern mit merkwürdigen Dimensionen und bietet explizite Konstruktionen für spezielle Fälle. Darüber hinaus werden offene Probleme und potenzielle zukünftige Forschungsrichtungen aufgezeigt, wie etwa die Untersuchung generalisierter Ritter und höherdimensionaler Bretter.
  10. A New Upper Bound for the Site Percolation Threshold of the Square Lattice

    John C. Wierman, Samuel P. Oberly
    Das Kapitel konzentriert sich auf das Site-Perkolation-Modell auf dem quadratischen Gitter, ein gut untersuchtes, aber herausforderndes Problem in der Perkolationstheorie. Sie führt eine neue Obergrenze für die Durchsickerungsgrenze ein und verringert die Kluft zwischen den bestehenden Grenzen erheblich. Die Ableitung dieser Bindung umfasst die Verwendung von Self-Matching-Gittern und die Substitutionsmethode, die für Site-Perkolation-Modelle angepasst ist. Das Kapitel diskutiert auch die Schwierigkeiten und Innovationen bei der Anwendung dieser Methoden auf die Versickerung von Standorten, wobei die Berechnungstechniken und Symmetrieüberlegungen hervorgehoben werden, die die Berechnungen ermöglichen. Darüber hinaus bietet es Einblicke in laufende Forschungen, die darauf abzielen, die Obergrenze für die Versickerungsschwelle der quadratischen Gitterstandorte weiter zu verbessern. Das Kapitel ist ein bedeutender Beitrag auf diesem Gebiet und bietet neue Erkenntnisse und Methoden, die auf andere Gitter und Perkolationsmodelle angewendet werden könnten.
  11. Prime, Composite and Fundamental Kirchhoff Graphs

    Jessica Wang, Joseph D. Fehribach
    Das Kapitel taucht ein in die komplizierte Welt der Kirchhoff-Graphen, Vektorgrafien mit Kanten, die die Orthogonalitätsbedingungen zwischen Zyklen und Scheitelpunkten erfüllen. Es stellt die Konzepte der Prim-, Komposit- und fundamentalen Kirchhoff-Graphen vor und diskutiert ihre Konstruktion anhand eines umfassenden Backtracking-Algorithmus. Der Text hebt die Eigenschaften von Chiralität und Gleichförmigkeit in Kirchhoff-Diagrammen hervor und untersucht das Konzept der Kachelung, das die Erzeugung neuer Kirchhoff-Diagramme durch Addition und Subtraktion bestehender ermöglicht. Das Kapitel wirft auch mehrere offene Fragen über die Struktur und Existenz dieser Grafiken auf, die zu weiterer Forschung und Erforschung einladen.
  12. On the Minimum Locating Number of Graphs with a Given Order

    Sul-young Choi, Puhua Guan
    Das Kapitel vertieft sich in das Konzept der Lokalisierung von Mengen in Diagrammen, wobei der Schwerpunkt auf der minimalen Lokalisierungszahl liegt, die die Größe der kleinsten Menge von Eckpunkten ist, die benötigt werden, um den Standort eines Eindringlings eindeutig zu identifizieren. Es beginnt mit der Definition von Lokalisierungsmengen und ihren Eigenschaften und untersucht dann die Lokalisierung von Zahlen bestimmter Graphentypen wie Zyklen und Pfade. Das Kapitel stellt Vorschläge und Lemmata vor, um die minimalen Ortungszahlen für diese Graphenstrukturen festzulegen. Es diskutiert auch die streng lokalisierende Zahl und liefert ein Theorem und eine logische Folge für die minimale lokalisierende Anzahl von Graphen mit einer gegebenen Reihenfolge. Das Kapitel schließt mit Vorschlägen für mögliche Wege zur weiteren Erforschung der Lokalisierung von Zahlen komplexerer Graphenstrukturen wie Gitter und Hyperkuben.
  13. j-Multiple, k-Component Order Neighbor Connectivity

    Alexis Doucette, Charles Suffel
    In diesem Kapitel wird der Parameter j-multiple, k-Komponenten-Ordnung Nachbar-Konnektivität eingeführt, der die Verbindungen j-Dominanz und k-Komponenten-Ordnung Nachbar-Konnektivität zusammenführt. Er vergleicht diesen neuen Parameter mit seinen Vorgängern, setzt Grenzen und schafft die notwendigen Voraussetzungen für seine Minimalität. Der Text hebt auch Anwendungen bei der Bewertung der Anfälligkeit von Netzwerken und der Platzierungsplanung hervor, was ihn zu einer wertvollen Ressource für Spezialisten in Graphentheorie und Netzwerkanalyse macht.
  14. Graphic Approximation of Integer Sequences

    Brian Cloteaux
    Das Kapitel vertieft sich in den entscheidenden Bereich der Modellierung komplexer Netzwerke in der realen Welt anhand von Graphenmodellen. Sie konzentriert sich auf den ersten Schritt der Konstruktion von Graphen mit vorgegebenen Gradfolgen, ein Problem, das häufig den Umgang mit nichtgrafischen Ganzzahlsequenzen umfasst. Die Autoren stellen zwei innovative Ansätze zur Annäherung dieser Sequenzen vor: einen, der die Diskrepanz durch Einheitstransformationen innerhalb des Majorisierungsgitters minimiert, und einen anderen, der den Wahrscheinlichkeitsverteilungsabstand minimiert. Beide Algorithmen sind so konzipiert, dass sie effizient und einfach zu implementieren sind und nur linearen Speicher erfordern. Das Kapitel stellt auch das Konzept der Majorisierung und ihre Beziehung zu grafischen Sequenzen vor und bietet eine solide Grundlage für das Verständnis der Algorithmen. Die Forschungsergebnisse unterstreichen die praktischen Vorteile dieser Methoden, insbesondere für große Sequenzen, und schlagen zukünftige Richtungen für die Erforschung anderer Entfernungsmessgrößen wie der Jensen-Shannon-Divergenz vor.
  15. Changing the Uniform Spectrum by Deleting Edges

    Drake Olejniczak, Robert Vandell
    Das Kapitel "Changing the Uniform Spectrum by Deleting Edges" geht auf die komplizierte Beziehung zwischen der Konnektivität von Graphen und dem einheitlichen Spektrum ein, ein Konzept, das die Menge aller möglichen Pfadlängen zwischen Eckpunkten in einem Graphen beschreibt. Der Autor beginnt mit der Definition des einheitlichen Spektrums und der Untersuchung seiner Eigenschaften in verschiedenen Arten von Diagrammen, einschließlich kompletter Diagramme und Räder. Ein Schwerpunkt liegt auf den Auswirkungen der Randentfernung auf das einheitliche Spektrum, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Extremfällen liegt, in denen das einheitliche Spektrum maximiert oder minimiert wird. Das Kapitel stellt neuartige Techniken zur Analyse des einheitlichen Spektrums unter Kantenlöschung vor und bietet Einblicke, die das umfassendere Verständnis der Graphentheorie und ihrer Anwendungen in der Informatik und Datenwissenschaft fördern könnten. Anhand rigoroser Beweise und Beispiele zeigt der Autor, wie selbst die Entfernung einer einzelnen Kante das einheitliche Spektrum drastisch verändern kann, wobei er das empfindliche Gleichgewicht zwischen Graphenstruktur und Konnektivität hervorhebt. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion offener Probleme und potenzieller zukünftiger Forschungsrichtungen und ermutigt die Leser, das komplexe Zusammenspiel zwischen Graphenkonnektivität und dem einheitlichen Spektrum weiter zu erforschen.
  16. Strongly Regular Multigraphs

    Leah H. Meissner, John T. Saccoman
    Das Kapitel beginnt mit der Definition stark regelmäßiger Graphen und ihrer Parameter, wobei die Bedeutung ihrer benachbarten Eigenwerte hervorgehoben wird. Anschließend wird das Konzept der Multigraphen vorgestellt und untersucht, wie das gleichmäßige Aufblasen der Kanten eines stark regelmäßigen Graphen zu Multigraphen mit unterschiedlichen Eigenwerten führt. Das Kapitel behandelt auch T-Designs und ausgewogene unvollständige Blockdesigns (BIBDs), wobei ihre Beziehung zu stark regelmäßigen Diagrammen hervorgehoben wird. Sie liefert Konstruktionen für den Petersen-Graphen aus Entwürfen und erklärt, wie quasisymmetrische Entwürfe zu stark regelmäßigen Graphen führen. Das Kapitel schließt mit der Vorstellung von Methoden zur Erzeugung stark regelmäßiger Multigraphen aus Entwürfen und skizziert mögliche zukünftige Forschungsrichtungen in diesem Bereich.
  17. Geodesic Leech Graphs

    Seena Varghese, Aparna Lakshmannan S., S. Arumugam
    Das Kapitel vertieft sich in das Konzept der geodätischen Blutegel-Diagramme, einer Verallgemeinerung der Blutegelbäume auf alle Diagramme. Es definiert die geodätische Egelmarkierung und untersucht die geodätische Pfadzahl verschiedener Graphenklassen. Die Autoren identifizieren vier unendliche Familien geodätischer Blutegelgraphen und beweisen, dass bestimmte Zyklen, wie das Fünfeck, keine geodätischen Blutegelgraphen sind. Das Kapitel stellt auch das Konzept nahezu geodätischer Blutegelgraphen vor und wirft mehrere offene Probleme für die weitere Forschung auf.
  18. Characterizing s-Strongly Chordal Graphs Using 2-Paths and k-Chords

    Terry A. McKee
    Das Kapitel vertieft sich in die Charakterisierung von s-stark-Akkordgraphen, einer speziellen Klasse von Graphen mit starken Konnektivitätseigenschaften. Es beginnt mit der Definition von Schlüsselbegriffen wie k-Akkorde und 2-Pfade und baut dann auf historischen Charakterisierungen auf, um eine neue, allgemeine Charakterisierung von s-stark-Akkordgraphen einzuführen. Das Kapitel untersucht die Beziehung zwischen diesen Graphen und 2-Pfad-Subgraphen und bietet Einblicke in ihre Struktur und Eigenschaften. Sie stellt auch eine logische Konsequenz dar, die unterschiedliche historische Motivationen vereint und eine neue Perspektive auf das Thema bietet. Das Kapitel ist ein Pflichtlektüre für alle, die sich für die neuesten Entwicklungen in der Graphentheorie und Kombinatorik interessieren.
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Titel
Combinatorics, Graph Theory and Computing
Herausgegeben von
Sarah Heuss
Richard Low
John C. Wierman
Copyright-Jahr
2024
Electronic ISBN
978-3-031-62166-6
Print ISBN
978-3-031-62165-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-62166-6

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