1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : نظرية البيان :

Fractional Chromatic Number

المؤلف:  Bollobás, B. and Thomassen, A.

المصدر:  "Set Colorourings of Graphs." Disc. Math. 25

الجزء والصفحة:  ...

27-3-2022

1608

Fractional Chromatic Number

 

Let f be a fractional coloring of a graph G. Then the sum of values of f is called its weight, and the minimum possible weight of a fractional coloring is called the fractional chromatic number chi^*(G), sometimes also denoted chi_f(G) (Pirnazar and Ullman 2002, Scheinerman and Ullman 2011) or chi_F(G) (Larson et al. 1995), and sometimes also known as the set-chromatic number (Bollobás and Thomassen 1979), ultimate chromatic number (Hell and Roberts 1982), or multicoloring number (Hilton et al. 1973). Every simple graph has a fractional chromatic number which is a rational number or integer.

The fractional chromatic number of a graph can be obtained using linear programming, although the computation is NP-hard.

The fractional chromatic number of any tree and any bipartite graph is 2 (Pirnazar and Ullman 2002).

The fractional chromatic number satisfies

 omega(G)<=omega^*(G)=chi^*(G)<=chi(G),

(1)

where omega(G) is the clique number, omega^*(G) is the fractional clique number, and chi(G) is the chromatic number (Godsil and Royle 2001, pp. 141 and 145), where the result omega^*(G)=chi^*(G) follows from the strong duality theorem for linear programming (Larson et al. 1995; Godsil and Royle 2001, p. 141).

The fractional chromatic number of a graph may be an integer that is less than the chromatic number. For example, for the Chvátal graph, chi^*=3 but chi=4. Integer differences greater than one are also possible, for example, at least four of the non-Cayley vertex-transitive graphs on 28 vertices have chi-chi^*=2, and many Kneser graphs have larger integer differences.

For any graph G,

 chi^*(G)>=(|G|)/(alpha(G)),

(2)

where |G| is the vertex count and alpha(G) is the independence number of G. Equality always holds for a vertex-transitive G, in which case

 chi^*(G)=(|G|)/(alpha(G)),

(3)

(Scheinerman and Ullman 2011, p. 30). However, equality may also hold for graphs that are not vertex-transitive, including for the path graph P_3, claw graph K_(1,3), diamond graph, etc.

Closed forms for the fractional chromatic number of special classes of graphs are given in the following table, where the Mycielski graph M_n is discussed by Larsen et al. (1995), the cycle graphs C_(2n+1) by Scheinerman and Ullman (2011, p. 31), and the Kneser graph K(n,k) by Scheinerman and Ullman (2011, p. 32).

graph fractional chromatic number
cycle graph C_(2n+1) 2+(1/n)
Kneser graph K(n,k) for k<n-1 n/k
Mycielski graph M_n a_2=2 and a_n=a_(n-1)+a_(n-1)^(-1)

Other special cases are given in the following table.

antiprism graph   3, 4, 10/3, 3, 7/2, 16/5, 3, 10/3, 22/7, ...
barbell graph A000027 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, ...
cocktail party graph K_(n×2) A000027 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, ...
complete graph K_n A000027 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, ...
cycle graph C_n A141310/A057979 3, 2, 5/2, 2, 7/3, 2, 9/4, 2, 11/5, 2, 13/6, ...
empty graph K^__n A000012 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, ...
helm graph   4, 3, 7/2, 3, 10/3, 3, 13/4, 3, ...
Mycielski graph M_n A073833/A073834 2, 5/2, 29/10, 941/290, 969581/272890, ...
pan graph A141310/A057979 3, 2, 5/2, 2, 7/3, 2, 9/4, 2, 11/5, 2, 13/6, ...
prism graph Y_n A141310/A057979 3, 2, 5/2, 2, 7/3, 2, 9/4, 2, 11/5, 2, 13/6, ...
sun graph A000027 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, ...
sunlet graph C_n circledot K_1 A141310/A057979 3, 2, 5/2, 2, 7/3, 2, 9/4, 2, 11/5, 2, 13/6, ...
web graph   5/2, 2, 9/4, 2, 13/6, 2, 17/8, 2, 21/10, 2, 25/12, ...
wheel graph W_n   4, 3, 7/2, 3, 10/3, 3, 13/4, 3, 16/5, 3, 19/6, 3, ...

REFERENCES

Bollobás, B. and Thomassen, A. "Set Colorourings of Graphs." Disc. Math. 25, 27-31, 1979.

Godsil, C. and Royle, G. "Fractional Chromatic Number." §7.3 in Algebraic Graph Theory. New York: Springer-Verlag, pp. 137-138, 2001.

Hell, P. and Roberts, F. "Analogues of the Shannon Capacity of a Graph." Ann. Disc. Math. 12, 155-162, 1982.

Hilton, A. J. W.; Rado. R.; and Scott, S. H. "A (<5)-Colour Theorem for Planar Graphs." Bull. London Math. Soc. 5, 302-306, 1973.

Larsen, M.; Propp, J.; and Ullman, D. "The Fractional Chromatic Number of Mycielski's Graphs." J. Graph Th. 19, 411-416, 1995.

Lovász, L. "Semidefinite Programs and Combinatorial Optimization." In Recent Advances in Algorithms and Combinatorics (Ed. B. A. Reed and C. L. Sales). New York: Springer, pp .137-194, 2003,

Pirnazar, A. and Ullman, D. H. "Girth and Fractional Chromatic Number of Planar Graphs." J. Graph Th. 39, 201-217, 2002.

Scheinerman, E. R. and Ullman, D. H. Fractional Graph Theory A Rational Approach to the Theory of Graphs. New York: Dover, 2011.

Sloane, N. J. A. Sequences A000012/M0003, A000027/M0472, A057979, A073833, A073834, and A141310 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي