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火柴棒图


火柴棒图是一个简单的图,它有一个图嵌入那就是平面,其中所有距离顶点之间有单位距离,并且是非退化的(因此没有顶点重合,没有边交叉或重叠,没有顶点与边重合它们不是偶然发生的)。

寻找拓扑上不同的火柴图个数的问题n个边称为比赛问题(加德纳1991年,第79-81页)。

按顶点计数匹配标签图

上连接的火柴棒图的数量n=1, 2, ... 节点为1、1、2、5、13、50。。。(组织环境信息系统A303792型;E.Weisstein,2018年4月30日),其中的前几个例子如上文所示。与连通单位距离图相比,连通6-火柴棒图少了一个n=6顶点,即Y_3型如下文所述,它具有平面嵌入和单位距离嵌入,但不是同时嵌入。

MatchstickGraphsByEdgeCount匹配标签图

上的连通火柴棒图的数目n=1, 2, ...边缘是1、1、3、5、12、28、74、207、633、,2008, ... (组织环境信息系统A066951号; Salvia 2015,Vaisse),其中的前几个在上面进行了说明。

这是NP-hard测试的图形是火柴棒(Eades and Wormland 1990,Cabello等。2007,鼠尾草2015)。

作为火柴棒图的图类包括以下内容:

13×n 主教,黑人主教,白主教图,

2.不重叠支撑多边形,

三。循环图 C_n(_n),

4空图形 K^__n(琐碎地),

5齿轮图,

6贾汉吉尔图 J_(n,m)具有n> 1个,

7梯形图 P_n方形P_2,

8梯形梯级图 nP2型,

9泛图形,

10路径图 P_n(_n),

11多边形,

12聚酰胺,

13多胞菌属,

14希尔皮滑雪地毯图,

15Sierpiánski垫片图,

16星形图 S_n(_n),

17太阳辐射图 C_n循环点K_1,

18、和

19.三角形蜂窝锐角骑士图。

非匹配标签7节点

火柴棒图是两者的结合平面单位距离,但如果单个嵌入,平面单位距离图可能无法成为火柴棒图不能同时具有这两个属性。示例包括棱镜图表 Y_n(年_月)莫瑟纺锤.唯一的6顶点连接平面单位直径非火柴棒图为3-棱镜图 Y_3型上的连通图的数量n=1, 2, ... 顶点是平面单位距离但火柴棒不是0,0, 0, 0, 0, 1, 11, ... (E.Weisstein,2022年1月2日),其中7个顶点示例如上所示。

Matchstick正则图

考虑最小值n个-常规火柴棒图,尽可能最小有规律的顶点度火柴图n个。因此,最小1-正则火柴棒图是路径图 第2页,最小的2-正则火柴棒图是三角形图表 C_3号,最小3正则火柴杆图是上面所示的8顶点图。已知最小的4规则火柴图是港口图表104条边和52个顶点(Hartsfield和Ringel 1994;Timm)。While期间这个Harborth图尚未被证明是最优的,Kurz和Pinchasi(2011)表明,飞机上的每一个4规则火柴图包含至少20个顶点。已知最小的第页-上面对规则火柴图进行了说明和总结在下表中。

n个e(电子)v(v)
112
2
128
410452

多年来,一些未发表的证据表明五次的火柴棒图已经出现(参见Friedman 2005)。Kurz和Pinchasi(2011)定居通过证明不五分之一的火柴棒图形已存在。因为欧拉的多面体公式意味着没有第页-常规火柴棒图可以存在于r> 5个(Kurz 2014),这表明的图形r> =5

最小(或者,在Harborth图的情况下,假设最小)正则火柴棒图在沃尔夫拉姆语言作为图形数据[{“MinimalRegularMatchstick”,n个}].

Matchstick石英图

温克勒等。(2017)考虑每个顶点都有度的小火柴图米n个,以及其他四次方的火柴棒图略大于Harborth图,如上图所示。

这个二部双图最小3正则火柴棒图的8-交叉棱镜图表


另请参见

支撑多边形,Harborth图,匹配问题,常规图表,刚性图形,装置-距离图表

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等边正则有限平面映射〉,《1982-12年备忘录》。2019年4月2日。https://arxiv.org/pdf/1401.1799.pdf博德,J.-P。;哈博思,H。;和Thürmann,C.“最小正则直线平面边长固定数的图形。"恭喜。数字。 169,193-198, 2004.卡贝洛,S。;Demaine,E.D。;和Rote,G.“平面具有指定边长的图的嵌入。"J.图形算法应用。 11,259-276, 2007.Eades,P.和Wormald,N.C。“固定边-长度图形绘制为NP-Hard。"离散。申请。数学。 28, 111-134, 1990.弗里德曼,E.“数学魔术:月度问题(2005年12月)”中的问题4https://erich-friedman.github.io/mathmagic/1205.html加德纳,M.《六场比赛的问题》这个意外的悬吊和其他数学转移。伊利诺伊州芝加哥市:芝加哥大学出版社,第79-811991页。Harborth,H.“火柴棒在飞机上。“输入数学的光明面。欧盟会议记录斯特伦斯休闲数学及其历史纪念会议。卡尔加里,加拿大,1986年7月27日至8月2日(编辑R.K.Guy和R.E.Woodrow)。华盛顿特区:数学。美国协会。,第281-288页,1994年。哈特斯菲尔德,N.和Ringel,G。珍珠图论:综合导论,第二版。加利福尼亚州圣地亚哥:学术出版社,1994年。Kurz,S.“不存在有限的5-正则匹配图。”2014年1月8日。https://arxiv.org/abs/1401.1793库尔茨,S.和Pinchasi,R.《规则火柴图》阿默尔。数学。每月 118,2011年6月26日至27日。新泽西州斯隆。答:。序列A066951美元A303792型在线百科全书整数序列的。"Salvia,R.“火柴棒目录图。“2015年1月5日。https://arxiv.org/abs/1303.5965更新链接蒂姆·M·“Diskrete马塞马提克。"http://www.mathematik.tu-bs.de/dm/瓦伊斯,A.“火柴杆图”http://alexis.vaisse.monsite-orange.fr/page-54b81c6bc01a2.html温克勒,医学硕士。;Dinkelacker,P。;和Vogel,S.“New Minimal(4;n)-常规火柴杆图。"地理组合学 27,2017年7月26-44日。

参考Wolfram | Alpha

火柴棒图

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“火柴棒图。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/MatchstickGraph.html

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