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Erschienen in: Journal of Combinatorial Optimization 1/2017

23.07.2015

Lower bounds for positive semidefinite zero forcing and their applications

verfasst von: Boting Yang

Erschienen in: Journal of Combinatorial Optimization | Ausgabe 1/2017

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Abstract

The positive semidefinite zero forcing number of a graph is a parameter that is important in the study of minimum rank problems. In this paper, we focus on the algorithmic aspects of computing this parameter. We prove that it is NP-complete to find the positive semidefinite zero forcing number of a given graph, and this problem remains NP-complete even for graphs with maximum vertex degree 7. We present a linear time algorithm for computing the positive semidefinite zero forcing number of generalized series–parallel graphs. We introduce the constrained tree cover number and apply it to improve lower bounds for positive semidefinite zero forcing. We also give formulas for the constrained tree cover number and the tree cover number on graphs with special structures.

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Fußnoten
1
There should not be an edge between \(a'\) and \(b'\) on the third graph in Fig. 4 of Yang (2013).
 
Literatur
Zurück zum Zitat AIM Minimum Rank-Special Graphs Work Group (2008) Zero forcing sets and the minimum rank of graphs. Linear Algebra Appl 428(7):1628–1648MathSciNetCrossRef AIM Minimum Rank-Special Graphs Work Group (2008) Zero forcing sets and the minimum rank of graphs. Linear Algebra Appl 428(7):1628–1648MathSciNetCrossRef
Zurück zum Zitat Barioli F, Barrett W, Fallat S, Hall HT, Hogben L, Shader B, van den Driessche P, van der Holst H (2013) Parameters related to tree-width, zero forcing, and maximum nullity of a graph. J Graph Theory 72:146–177MathSciNetCrossRefMATH Barioli F, Barrett W, Fallat S, Hall HT, Hogben L, Shader B, van den Driessche P, van der Holst H (2013) Parameters related to tree-width, zero forcing, and maximum nullity of a graph. J Graph Theory 72:146–177MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Barioli F, Barrett W, Fallat S, Hall HT, Hogben L, Shader B, van den Driessche P, van der Holst H (2010) Zero forcing parameters and minimum rank problems. Linear Algebra Appl 433(2):401–411MathSciNetCrossRefMATH Barioli F, Barrett W, Fallat S, Hall HT, Hogben L, Shader B, van den Driessche P, van der Holst H (2010) Zero forcing parameters and minimum rank problems. Linear Algebra Appl 433(2):401–411MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Barioli F, Fallat S, Mitchell L, Narayan S (2011) Minimum semidefinite rank of outerplanar graphs and the tree cover number. Electron J Linear Algebra 22:10–21MathSciNetCrossRefMATH Barioli F, Fallat S, Mitchell L, Narayan S (2011) Minimum semidefinite rank of outerplanar graphs and the tree cover number. Electron J Linear Algebra 22:10–21MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Booth M, Hackney P, Harris B, Johnson CR, Lay M, Mitchell LH, Narayan SK, Pascoe A, Steinmetz K, Sutton BD, Wang W (2008) On the minimum rank among positive semidefinite matrices with a given graph. SIAM J Matrix Anal Appl 30:731–740MathSciNetCrossRefMATH Booth M, Hackney P, Harris B, Johnson CR, Lay M, Mitchell LH, Narayan SK, Pascoe A, Steinmetz K, Sutton BD, Wang W (2008) On the minimum rank among positive semidefinite matrices with a given graph. SIAM J Matrix Anal Appl 30:731–740MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Burgarth D, Giovannetti V (2007) Full control by locally induced relaxation. Phys Rev Lett 99(10):100–501CrossRef Burgarth D, Giovannetti V (2007) Full control by locally induced relaxation. Phys Rev Lett 99(10):100–501CrossRef
Zurück zum Zitat Dyer D, Yang B, Yaşar O (2008) On the fast searching problem. In: Proceedings of the 4th International Conference on Algorithmic Aspects in Information and Management (AAIM’08), Lecture notes in Computer Science, vol 5034. Springer, New York, pp 143–154 Dyer D, Yang B, Yaşar O (2008) On the fast searching problem. In: Proceedings of the 4th International Conference on Algorithmic Aspects in Information and Management (AAIM’08), Lecture notes in Computer Science, vol 5034. Springer, New York, pp 143–154
Zurück zum Zitat Ekstrand J, Erickson C, Hall HT, Hay D, Hogben L, Johnson R, Kingsley N, Osborne S, Peters T, Roat J, Ross A, Row D, Warnberg N, Young M (2013) Positive semidefinite zero forcing. Linear Algebra Appl 439:1862–1874MathSciNetCrossRefMATH Ekstrand J, Erickson C, Hall HT, Hay D, Hogben L, Johnson R, Kingsley N, Osborne S, Peters T, Roat J, Ross A, Row D, Warnberg N, Young M (2013) Positive semidefinite zero forcing. Linear Algebra Appl 439:1862–1874MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Ekstrand J, Erickson C, Hay D, Hogben L, Roat J (2012) Note on positive semidefinite maximum nullity and positive semidefinite zero forcing number of partial \(2\)-trees. Electron J Linear Algebra 23:79–87MathSciNetCrossRefMATH Ekstrand J, Erickson C, Hay D, Hogben L, Roat J (2012) Note on positive semidefinite maximum nullity and positive semidefinite zero forcing number of partial \(2\)-trees. Electron J Linear Algebra 23:79–87MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Hopcroft J, Tarjan R (1973) Efficient algorithms for graph manipulation. Commun ACM 16(6):372–378CrossRef Hopcroft J, Tarjan R (1973) Efficient algorithms for graph manipulation. Commun ACM 16(6):372–378CrossRef
Zurück zum Zitat Valdes J, Tarjan RE, Lawler EL (1982) The recognition of series parallel digraphs, SIAM J Comput 11: 289–313, In: Proc. 11th ACM Symp. Theory of Computing pp 1–12, 1979 Valdes J, Tarjan RE, Lawler EL (1982) The recognition of series parallel digraphs, SIAM J Comput 11: 289–313, In: Proc. 11th ACM Symp. Theory of Computing pp 1–12, 1979
Zurück zum Zitat West DB (2001) Introduction to graph theory, 2nd edn. Prentice Hall, Upper Saddle River West DB (2001) Introduction to graph theory, 2nd edn. Prentice Hall, Upper Saddle River
Metadaten
Titel
Lower bounds for positive semidefinite zero forcing and their applications
verfasst von
Boting Yang
Publikationsdatum
23.07.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Combinatorial Optimization / Ausgabe 1/2017
Print ISSN: 1382-6905
Elektronische ISSN: 1573-2886
DOI
https://doi.org/10.1007/s10878-015-9936-0

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