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¿Se conoce este polinomio gráfico? ¿Se puede calcular de manera eficiente?

Yo soy un físico, así que disculpas de antemano por cualquier confuso notación o terminología; yo estaremos contentos de aclarar. Para proporcionar una cantidad mínima de contexto, el gráfico siguiente polinomio apareció en mi investigación en una clase de cuántico de espín de los modelos con ${\rm SU}(N)$ simetría. Parece probable que me este polinomio es conocido, tal vez incluyendo los resultados útil para mis propósitos, pero no he sido capaz de encontrar la información pertinente.

Considere la posibilidad de conexión de un simple gráfico de $G$ con $n$ vértices y $m$ bordes. La vista de cada borde de la $\ell$ como una transposición $t_{\ell}$ que actúa sobre el conjunto de vértices. [Para ser más explícitos, dada una arista $\ell$ uniendo los vértices $v_1$ y $v_2$, $t_{\ell}$ es una permutación intercambio de $v_1$ e $v_2$, dejando a todos los demás vértices fijos.] Deje ${\cal L}$ el conjunto de ordenadas $m$-tuplas de los bordes, de modo que los elementos de la ${\cal L}$ son de la forma $L = (\ell_1, \dots, \ell_m)$, con cada borde que aparece exactamente una vez.

Para cada una de las $L \in {\cal L}$ podemos asociar una permutación $\pi(L) \in S_n$ por tomar el producto de transposiciones, \begin{equation} \pi[(\ell_1, \dots, \ell_m)] = t_{\ell_1} t_{\ell_2} \cdots t_{\ell_m}. \end{equation}

Para $\pi \in S_n$, vamos a $c(\pi)$ el número de ciclos en los que el ciclo de descomposición, contando 1-ciclos. Así, por ejemplo,$c(1) = n$, e $c(\pi) = 1$ para $\pi$ una $n$-ciclo. Entonces podemos definir el polinomio de interés: \begin{equation} X(N) = \sum_{L \in {\cal L}} N^{c[\pi(L)]} \text{.} \end{equation}

Mi pregunta principal es si un eficiente (en términos prácticos), el procedimiento es conocido para calcular $X(N)$, ya sea para grafos arbitrarios, o para ciertas familias de grafos. En mi aplicación, necesito calcular $X(N)$ para todos los gráficos que se subdiagramas de una red regular, hasta algunos máximo número de aristas (que me gustaría hacer tan grande como sea posible). En particular, estoy enfocado en la plaza de celosía (por ahora), lo que restringe a bipartita de grafos planares. Quizás también relevante, en mi aplicación de bordes paralelos son permitidos, pero me he concentrado en gráficas sencillas aquí por motivos de simplicidad.

Ya sé $X(N) = m! N$ si $G$ es un árbol, y $X(N) = m! N^2$ si $G$ es un ciclo. Además, la eliminación de todos los puentes de $G$, hay una fórmula sencilla de dar a $X(N)$ como producto de la $X(N)$'s de las piezas resultantes, multiplicado por un factor general. Más allá de esto, hasta ahora lo mejor que puedo hacer es tomar una aproximación de fuerza bruta.

Más allá de mi pregunta principal, también estoy más en general interesados en aprender lo que, si nada se sabe acerca de este polinomio. Por ejemplo, hay referencias de donde $X(N)$ es objeto de estudio, es $X(N)$ relacionadas con otras (quizás mejor conocido) gráfica de polinomios, etc.?

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Rabie Ben Puntos 62

No me puedo imaginar no es una forma muy eficaz de hacer este cálculo, sin embargo no tengo ninguna prueba de este hecho.

En general, cuando alguien le pregunta acerca de un gráfico polinomio mi instinto es pensar en el polinomio de tutte (http://en.wikipedia.org/wiki/Tutte_polynomial). 'La mayoría' polinomios asociados a los gráficos son evaluaciones del polinomio de tutte. La mejor manera de probar si la X está asociado a la tutte poli de esta manera es comprobar la eliminación-la contracción de la recurrencia.

Yo estaba buscando un pequeño contraejemplo a la condición de que, si G es desconectado (yo sé que usted requiere que G estar conectado, pero no puedo ver por qué lo que se requiere en general: nada va a cambiar), tenemos que el polinomio de la gráfica es el producto de los polinomios de los componentes.

Yo solía G:=(la unión de un 3-ciclo y un 4-ciclo) y encontrar un contraejemplo. Tenemos $$ X(G) = 5040N^4, X(C3) = 6N^2, X(C4) = 24N^2. $$

Por lo tanto, este polinomio no es 'bonito' de esta manera. La buena noticia es que calcular el polinomio de Tutte es exponencial, por lo que lo tuyo puede ser incluso más bonito! Creo que la mejor estrategia sería explorar qué sucede con el polinomio cuando se realice la cirugía en el gráfico (eliminación de bordes, etc.). Sin embargo, la definición en sí es un poco salvaje, y como es divorciada de Automorfismos y debe ser comportan mal cuando se trata con el borde de la eliminación o de otras operaciones, espero que usted está fuera de suerte. =(

EDIT: se me pasó una forma mucho más simple contraejemplo para la eliminación de la contracción de la recurrencia utilizando sólo conectado gráficos. Deje $C_n$ ser $n$ciclo de: a continuación, por cualquier borde de la $e$, al borde de la contracción es una $n-1$-ciclo, y al borde de la eliminación es un camino con $n-1$ bordes. Por ello debemos tener $$ n! N^2 = (n-1)! N + (n-1)! N^2, $$ lo cual no es cierto.

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anjanb Puntos 5579

No es una respuesta y sobre todo una observación: si usted escribe una matriz de $M=M(X),$ donde $M_{ij} = X^{\sigma_{ij}}$ donde $^{\sigma_{ij}}=1$ si $i, j$ no están conectados, y se define el producto como $X^a X^b = X^{ab},$, entonces, si se quita la $c$ a partir de su definición, Y permitir su conjunto $\mathcal{L}$ tener $m$ bordes (posiblemente menos), a continuación, el correspondiente polinomio es la suma de las entradas de $M^m.$ Tales cosas pueden ser evaluados de representación-en teoría (mira, por ejemplo, en mi papel http://arxiv.org/abs/1106.5947). Si esto le ayuda en todo, no lo puedo decir, ya que el $c()$ función puede o no tienen buenas propiedades. El hecho de que son la mezcla de los diferentes subconjuntos no es un problema, ya que puede sustituir a $1$ por $Y$ que conmuta con las otras variables, y así se recupera la calificación del grado de la $Y.$

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