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Publicações do PESC

Título
Sobre Coloração Total de Grafos Kneser e de Grafos Produto Direto de Completos e de Ciclos
Linha de pesquisa
Algoritmos e Combinatória
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
29/10/2021
Resumo

Nesta tese, investigamos o problema de coloração total em três classes de grafos: grafos Kneser, produto direto de grafos completos e produto direto de grafos ciclos. Na classe dos grafos Kneser K(n,s), mostramos que os conexos mais esparsos K(2k-1,k-1), conhecidos como grafos ímpares, são Tipo 1 e provamos que os densos grafos Kneser K(n,2) verificam a TCC quando n é par, ou quando n é ímpar não divisível por 3. Para os casos restantes quando n é ímpar e divisível por 3, obtemos uma coloração total de K(n,2) com Delta(K(n,2)) + 3 cores quando n é equivalente a 3 mod 4, e com  Delta(K(n,2)) + 4 cores quando n é equivalente a 1 mod 4, onde Delta(K(n,2)) é o grau máximo de K(n,2). Além disso, apresentamos uma família infinita de grafos Kneser K(n,2) que possuem índice cromático igual a  Delta(K(n, 2)).

Com relação ao produto direto de grafos completos Km x Kn, é conhecido que se pelo menos um dos números m ou n é par, então Km x Kn é Tipo 1, exceto para K2 x K2. Provamos que o grafo Km x Kn é Tipo 1 quando m e n são ímpares, completando o resultado de que todos os grafos Km x Kn são Tipo 1, exceto para K2 x K2.

Adicionalmente, para o produto direto de ciclos Cm x Cn, casos particulares de Cm x Cn, para m = 3p, 5l e 8l com p >= 2  e  l >= 1, e n >= 3, são conhecidos serem Tipo 1. Este resultado motivou a conjectura de que, exceto para C4 x C4, o produto direto Cm x Cn, para m, n >= 3, é Tipo 1. Usamos técnicas de colagem para provar que todos os Cm x Cn são Tipo 1, exceto C4 x C4. Além disso, investigamos condições que possam nos ajudar a verificar que o produto direto de dois grafos quaisquer alcance o limitante inferior para o número cromático total.

Abstract
In this thesis, the total chromatic number in three classes of graphs is studied: Kneser graphs, direct product of complete graphs and direct product of cycle graphs. In the class of Kneser graphs K(n,s), we show that the most sparse connected K(2k-1,k-1), known as Odd Graphs, are Type 1 and we prove that the dense Kneser graphs K(n,2) satisfy the TCC when n is even, or when n is odd and not divisible by 3. For the remaining cases when n is odd and divisible by 3, we get a total coloring of K(n,2) with  Delta(K(n,2)) + 3 colors when n is equivalent to 3 mod 4, and with  Delta(K(n,2)) + 4 colors when n is equivalent to 1 mod 4, where Delta(K(n,2)) is the maximum degree of K(n,2). In addition, we present an infinite family of Kneser graphs K(n,2) that have the chromatic index equal to  Delta(K(n, 2)).

For the direct product of complete graphs Km x Kn, it is known that if at least one of the numbers m or n are even, then Km x Kn is Type 1, except for K2 x K2. We prove that the graph Km x Kn is Type1 when m and n are odd, ensuring in this way that all graphs Km x Kn are Type 1, except for K2 x K2.

Additionally, for the direct product of cycle graphs Cm x Cn, particular cases of Cm x Cn, for m = 3p, 5l and 8l with p >= 2 and l >= 1, and n >= 3, were previously known to be Type 1. This result motivated the conjecture that, except for C4 x C4, the direct product Cm x Cn with m, n >=3  is Type 1. We establish merge techniques to prove that all Cm x Cn are Type 1, except for C4 x C4. In addition, we investigate conditions that can help us to verify that the direct product of any two graphs reaches the lower bound for the total chromatic number.

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