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 :

Independence Number

المؤلف:  Bollobás, B

المصدر:  "The Independence Ratio of Regular Graphs." Proc. Amer. Math. Soc. 83

الجزء والصفحة:  ...

1-5-2022

2232

Independence Number

The (upper) vertex independence number of a graph, often called simply "the" independence number, is the cardinality of the largest independent vertex set, i.e., the size of a maximum independent vertex set (which is the same as the size of a largest maximal independent vertex set). The independence number is most commonly denoted alpha(G), but may also be written beta(G) (e.g., Burger et al. 1997) or beta_0(G) (e.g., Bollobás 1981).

The independence number of a graph is equal to the largest exponent in the graph's independence polynomial.

The lower independence number i(G) may be similarly defined as the size of a smallest maximal independent vertex set in G (Burger et al. 1997).

The lower irredundance number ir(G), lower domination number gamma(G), lower independence number i(G), upper independence number alpha(G), upper domination number Gamma(G), and upper irredundance number IR(G) satsify the chain of inequalities

 ir(G)<=gamma(G)<=i(G)<=alpha(G)<=Gamma(G)<=IR(G)

(1)

(Burger et al. 1997).

The ratio of the independence number of a graph G to its vertex count is known as the independence ratio of G (Bollobás 1981).

For a connected regular graph G on n>1 vertices with vertex degree k and smallest graph eigenvalue s,

 alpha<=(n(-s))/(k-s)

(2)

(A. E. Brouwer, pers. comm., Dec. 17, 2012).

For r the graph radius,

 alpha>=r

(3)

(DeLa Vina and Waller 2002). Lovasz (1979, p. 55) showed that when rho is the path covering number,

 alpha>=rho,

(4)

with equality for only complete graphs (DeLa Vina and Waller 2002).

The matching number nu(G) of a graph G is equal to the independence number alpha(L(G)) of its line graph L(G).

By definition,

 alpha(G)+tau(G)=|G|,

(5)

where tau(G) is the vertex cover number of G and n=|G| its vertex count (West 2000).

Known value for some classes of graph are summarized below.

graph G alpha(G) OEIS values
alternating group graph AG_n   A000000 1, 1, 4, 20, 120, ...
n-Andrásfai graph (n>=3) n A000027 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, ...
n-antiprism graph (n>=3) |_2n/3_| A004523 2, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 8, 9, 10, ...
n-Apollonian network 3^(n-1) A000244 1, 3, 9, 27, 81, 243, 729, 2187, ...
complete bipartite graph K_(n,n) n A000027 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, ...
complete graph K_n 1 A000012 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, ...
complete tripartite graph K_(n,n,n) n A000027 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, ...
cycle graph C_n (n>=3) |_n/2_| A004526 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, ...
empty graph K^__n n A000027 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, ...
n-folded cube graph (n>=2) 2^(n-2)-1/4(1-(-1)^n)(n-1; (n-1)/2) A058622 1, 1, 4, 5, 16, 22, 64, 93, 256, ...
grid graph P_n square P_n [n^2/2] A000982 1, 2, 5, 8, 13, 18, 25, 32, 41, 50, 61, 72, ...
grid graph P_n square P_n square P_n [n^3/2] A036486 1, 4, 14, 32, 63, 108, 172, 256, 365, 500, ...
n-halved cube graph   A005864 1, 1, 4, 5, 16, 22, 64, 93, 256, ...
n-Hanoi graph 3^(n-1) A000244 1, 3, 9, 27, 81, 243, 729, 2187, ...
hypercube graph Q_n 2^(n-1) A000079 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, ...
n-Keller graph <span style={4 for n=1; 5 for n=2; 2^n otherwise" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/IndependenceNumber/Inline61.svg" style="height:93px; width:132px" /> A258935 4, 5, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, ...
(n,n)-king graph (n>=2) |_(n+1)/2_|^2 A008794 1, 4, 4, 9, 9, 16, 16, 25, 25
(n,n)-knight graph (n>=2) <span style={4 for n=2; (1+(-1)^(n+1)+2n^2)/4 otherwise" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/IndependenceNumber/Inline67.svg" style="height:65px; width:335px" /> A030978 4, 5, 8, 13, 18, 25, 32, 41, 50, 61, 72, ...
Kneser graph K(n,k) (n-1; k-1)    
n-Mycielski graph <span style={1 for n=1,2; 3·2^(n-3)-1 otherwise" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/IndependenceNumber/Inline71.svg" style="height:61px; width:245px" /> A266550 1, 1, 2, 5, 11, 23, 47, 95, 191, 383, 767, ...
Möbius ladder M_n (n>=3) 2[n/2]-1 A109613 3, 3, 5, 5, 7, 7, 9, 9, 11, 11, 13, 13, 15, ...
odd graph O_n <span style={1 for n=1; (2n-2; n-2) otherwise" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/IndependenceNumber/Inline76.svg" style="height:85px; width:208px" /> A000000 1, 1, 4, 15, 56, 210, 792, 3003, 11440, ...
n-pan graph 1+|_n/2_| A000000 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, ...
path graph P_n [n/2] A004526 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, ...
prism graph Y_n (n>=3) 2|_n/2_| A052928 2, 4, 4, 6, 6, 8, 8, 10, 10, 12, 12, ...
n-Sierpiński carpet graph     4, 32, 256, ...
n-Sierpiński gasket graph     1, 3, 6, 15, 42, ...
star graph S_n <span style={1 for n=1; n-1 otherwise" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/IndependenceNumber/Inline87.svg" style="height:61px; width:157px" /> A028310 1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, ...
triangular graph T_n (n>=2) |_n/2_| A004526 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, ...
n-web graph (n>=3) 1/4[6n+(-1)^n-1]/4 A032766 4, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 21, ...
wheel graph W_n |_(n-1)/2_| A004526 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, ...

Precomputed independence numbers for many named graphs can be obtained in the Wolfram Language using GraphData[graph"IndependenceNumber"].


REFERENCES

Bollobás, B. "The Independence Ratio of Regular Graphs." Proc. Amer. Math. Soc. 83, 433-436, 1981.

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

Cockayne, E. J. and Mynhardt, C. M. "The Sequence of Upper and Lower Domination, Independence and Irredundance Numbers of a Graph." Disc. Math. 122, 89-102, 1993).

DeLa Vina, E. and Waller, B. "Independence, Radius and Path Coverings in Trees." Congr. Numer. 156, 155-169, 2002.

Lovasz, L. Combinatorial Problems and Exercises. Academiai Kiado, 1979.

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.

Sloane, N. J. A. Sequences A000012/M0003, A000027/M0472, A000079/M1129, A000244/M2807, A000982/M1348, A004523, A004526, A005864/M1111, A008794, A028310, A030978, A032766, A036486, A052928, A058622, A109613, A258935, and A266550West, D. B. Introduction to Graph Theory, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 2000.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي