Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas
| Ano de defesa: | 2021 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| 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). |
| id |
UFMG_e4e10e495aeb00e4ab38cd5e39ea522e |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufmg.br:1843/82526 |
| network_acronym_str |
UFMG |
| network_name_str |
Repositório Institucional da UFMG |
| repository_id_str |
|
| spelling |
2025-05-27T16:50:06Z2025-09-09T00:29:05Z2025-05-27T16:50:06Z2021-11-30https://hdl.handle.net/1843/82526In 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).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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 |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas |
| dc.title.alternative.none.fl_str_mv |
Graph partitioning problems in monochromatic trees |
| title |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas |
| spellingShingle |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas Diego Rangel Piranga Costa Computação – Teses Algoritmos de computador – Teses Complexidade computacional – Teses Árvores (Teoria dos grafos) - Teses Algoritmos Árvores monocromáticas Complexidade parametrizada Grafos |
| title_short |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas |
| title_full |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas |
| title_fullStr |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas |
| title_full_unstemmed |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas |
| title_sort |
Problemas de particionamento de grafos em árvores monocromáticas |
| author |
Diego Rangel Piranga Costa |
| author_facet |
Diego Rangel Piranga Costa |
| author_role |
author |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Diego Rangel Piranga Costa |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Computação – Teses Algoritmos de computador – Teses Complexidade computacional – Teses Árvores (Teoria dos grafos) - Teses |
| topic |
Computação – Teses Algoritmos de computador – Teses Complexidade computacional – Teses Árvores (Teoria dos grafos) - Teses Algoritmos Árvores monocromáticas Complexidade parametrizada Grafos |
| dc.subject.other.none.fl_str_mv |
Algoritmos Árvores monocromáticas Complexidade parametrizada Grafos |
| description |
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). |
| publishDate |
2021 |
| dc.date.issued.fl_str_mv |
2021-11-30 |
| dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2025-05-27T16:50:06Z 2025-09-09T00:29:05Z |
| dc.date.available.fl_str_mv |
2025-05-27T16:50:06Z |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://hdl.handle.net/1843/82526 |
| url |
https://hdl.handle.net/1843/82526 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
| rights_invalid_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFMG instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) instacron:UFMG |
| instname_str |
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
| instacron_str |
UFMG |
| institution |
UFMG |
| reponame_str |
Repositório Institucional da UFMG |
| collection |
Repositório Institucional da UFMG |
| bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/e32ee3eb-8d6f-4bb6-a012-6ab08b02b86a/download https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/5f9f7a6c-cc36-42f4-834b-4017140afd37/download https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/813d7656-0e22-42f1-8313-5c4198a57b06/download |
| bitstream.checksum.fl_str_mv |
cfd6801dba008cb6adbd9838b81582ab 3604461dd441a4f92a239e158bc76e7b cda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272 |
| bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
| repository.mail.fl_str_mv |
repositorio@ufmg.br |
| _version_ |
1862106082069970944 |