Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Diego Rangel Piranga Costa
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1843/82526
Resumo: In this work, we study the Partitioning Graphs into Monochromatic Trees (PGMT) problem. In this problem, an edge-coloured graph G with n vertices is given, and the goal is to find the smallest number of vertex disjoint monochromatic trees that cover all the vertices of G. First, we study the computational complexity of this problem, in which we show that the PGMT is NP-complete when we consider some parameters such as: color frequency, maximum degree and number of colors; or when we restrict to the class of complete bipartite graphs where the number of trees is limited. We also show a lower bound for executing exact algorithms using the Exponential Time Hypothesis (ETH). More precisely, we show that there is δ > 0 such that PGMT cannot be resolved in time O(2δn), unless a ETH is false. As positive results, we present an algorithm of complexity O(n 2 ) when G is a tree and we also present an algorithm parameterized by the number of colors r and by the treewidth t of the input graph that runs in time O(n O(1)(r · t) 2t+1).
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As positive results, we present an algorithm of complexity O(n 2 ) when G is a tree and we also present an algorithm parameterized by the number of colors r and by the treewidth t of the input graph that runs in time O(n O(1)(r · t) 2t+1).CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas Geraishttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessAlgoritmosÁrvores monocromáticasComplexidade parametrizadaGrafosComputação – TesesAlgoritmos de computador – TesesComplexidade computacional – TesesÁrvores (Teoria dos grafos) - TesesProblemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticasGraph partitioning problems in monochromatic treesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisDiego Rangel Piranga Costareponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGhttp://lattes.cnpq.br/2339567519788827Vinicius Fernandes dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/6270626469557436Phablo Fernando Soares MouraGuilherme Oliveira MotaJúlio César Silva AraújoNeste trabalho, estudamos o problema de Partição de Grafos em Árvores Monocromáticas (PGMT). Neste problema, é dado um grafo G, com n vértices, que está colorido nas arestas, e o objetivo é encontrar o menor número de árvores monocromáticas disjuntas nos vértices que cobrem todos os vértices de G. Primeiramente, estudamos a complexidade computacional desse problema, sobre a qual demonstramos que o PGMT é NP-completo quando consideramos alguns parâmetros como: frequência de cores, grau máximo e número de cores; ou quando restringimos à classe dos grafos bipartidos completos onde o número de árvores é limitado. Também demonstramos um limitante inferior para a execução de algoritmos exatos usando a Hipótese do Tempo Exponencial (ETH). Mais precisamente, demonstramos que existe δ > 0 tal que PGMT não pode ser resolvido em tempo O(2^δn), a menos que a ETH seja falsa. Como resultados positivos, apresentamos um algoritmo de complexidade O(n^2) quando G é uma árvore e apresentamos também um algoritmo parametrizado pelo número de cores r e pela largura arbórea t do grafo da entrada que executa em tempo O(n^O(1)(r · t)^(2t+1)).BrasilICX - DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUFMGCC-LICENSElicense_rdfapplication/octet-stream811https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/e32ee3eb-8d6f-4bb6-a012-6ab08b02b86a/downloadcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD51falseAnonymousREADORIGINALDiegoRangel-Dissertacao-VersaoFinal (1).pdfapplication/pdf991790https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/5f9f7a6c-cc36-42f4-834b-4017140afd37/download3604461dd441a4f92a239e158bc76e7bMD52trueAnonymousREADLICENSElicense.txttext/plain2118https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/813d7656-0e22-42f1-8313-5c4198a57b06/downloadcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD53falseAnonymousREAD1843/825262025-09-08 21:29:05.566http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/Acesso Abertoopen.accessoai:repositorio.ufmg.br:1843/82526https://repositorio.ufmg.br/Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2025-09-09T00:29:05Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)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