Coloring Problems on Bipartite Graphs of Small Diameter
- 1. Universidade Federal do Ceará
- 2. Universidade Federal de Minas Gerais
- 3. Montpellier Laboratory of Informatics, Robotics and Microelectronics
- 4. University of Montpellier
Description
We investigate a number of coloring problems restricted to bipartite graphs with bounded diameter. First, we investigate the $k$-List Coloring, $k$-Coloring, and $k$-Precoloring Extension problems on bipartite graphs with diameter at most $d$, proving $\textsf{NP}$-completeness in most cases, and leaving open only the List $3$-Coloring and $3$-Precoloring Extension problems when $d=3$. Some of these results are obtained $\textsc{through}$ a proof that the Surjective $C_6$-Homomorphism problem is $\textsf{NP}$-complete on bipartite graphs with diameter at most four. Although the latter result has been already proved [Vikas, 2017], we present ours as an alternative simpler one. As a byproduct, we also get that $3$-Biclique Partition is $\textsf{NP}$-complete. An attempt to prove this result was presented in [Fleischner, Mujuni, Paulusma, and Szeider, 2009], but there was a flaw in their proof, which we identify and discuss here. Finally, we prove that the $3$-Fall Coloring problem is $\textsf{NP}$-complete on bipartite graphs with diameter at most four, and prove that $\textsf{NP}$-completeness for diameter three would also imply $\textsf{NP}$-completeness of $3$-Precoloring Extension on diameter three, thus closing the previously mentioned open cases. This would also answer a question posed in [Kratochvíl, Tuza, and Voigt, 2002].
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
نقوم بالتحقيق في عدد من مشاكل التلوين المقتصرة على الرسوم البيانية ثنائية الأجزاء ذات القطر المحدود. أولاً، نتحقق من $k $- قائمة التلوين، $k $- التلوين، و $k $- مشاكل التمديد قبل التلوين على الرسوم البيانية الثنائية التي يبلغ قطرها $d$ على الأكثر، مما يثبت $\ textf {NP}$- الاكتمال في معظم الحالات، ويترك مفتوحًا فقط القائمة $ 3 $- مشاكل التلوين و $ 3 $- مشاكل التمديد قبل التلوين عند $d=3 $. يتم الحصول على بعض هذه النتائج $\textsc{through }$ كدليل على أن مشكلة تجانس السيرة الذاتية $C _6 $- هي $\ textf {NP }$- كاملة على الرسوم البيانية الثنائية بقطر أربعة على الأكثر. على الرغم من أن النتيجة الأخيرة قد تم إثباتها بالفعل [Vikas، 2017]، إلا أننا نقدم نتائجنا كبديل أبسط. كمنتج ثانوي، نحصل أيضًا على أن $ 3 $- قسم Biclique هو $\textf{NP }$- مكتمل. تم تقديم محاولة لإثبات هذه النتيجة في [Fleischner, Mujuni, Paulusma, and Szeider, 2009]، ولكن كان هناك عيب في إثباتهم، والذي نحدده ونناقشه هنا. أخيرًا، نثبت أن مشكلة $ 3 $- Fall Coloring هي $\ textf {NP }$- كاملة على الرسوم البيانية الثنائية بقطر أربعة على الأكثر، ونثبت أن $\ textf {NP }$- completeness للقطر الثالث يعني أيضًا $\ textf {NP }$- complete of $ 3 $- Pre - Coloring Extension على القطر الثالث، وبالتالي إغلاق الحالات المفتوحة المذكورة سابقًا. هذا من شأنه أيضًا أن يجيب على سؤال طُرح في [كراتوتشفيل وتوزا وفويت، 2002].Translated Description (French)
Nous étudions un certain nombre de problèmes de coloration limités aux graphes bipartites avec un diamètre borné. Tout d'abord, nous étudions les problèmes $k $ -List Coloring, $ k $ -Coloring et $k$ -Precoloring Extension sur des graphes bipartites de diamètre maximum $d$ , prouvant $ \ textsf {NP}$ -complet dans la plupart des cas, et ne laissant ouverts que les problèmes List $ 3 $ -Coloring et $ 3 $ -Precoloring Extension lorsque $d=3 $ . Certains de ces résultats sont obtenus $ \textsc{à travers}$ une preuve que le problème de Surjective $C_6 $-Homomomorphisme est $ \ textsf {NP}$ -complet sur des graphes bipartites de diamètre au plus égal à quatre. Bien que ce dernier résultat ait déjà été prouvé [Vikas, 2017], nous présentons le nôtre comme une alternative plus simple. En tant que sous-produit, nous obtenons également que $ 3 $-Biclique Partition est $ \textsf{NP}$-complet. Une tentative pour prouver ce résultat a été présentée dans [Fleischner, Mujuni, Paulusma et Szeider, 2009], mais il y avait une faille dans leur preuve, que nous identifions et discutons ici. Enfin, nous prouvons que le problème de coloration $ 3 $ -Fall est $ \ textsf {NP}$ -complet sur des graphes bipartites de diamètre au plus égal à quatre, et prouvons que $ \ textsf {NP}$ -complet pour le diamètre trois impliquerait également $ \ textsf {NP}$ -complet de $ 3 $ -Extension de précoloration sur le diamètre trois, fermant ainsi les cas ouverts précédemment mentionnés. Cela répondrait également à une question posée dans [Kratochvíl, Tuza et Voigt, 2002].Translated Description (Spanish)
Investigamos una serie de problemas de coloración restringidos a gráficos bipartitos con diámetro acotado. Primero, investigamos los problemas de extensión de $k $ -Precoloreado, $k$ -Coloreado y $k$ -Precoloreado en gráficos bipartitos con un diámetro máximo de $d $, demostrando que $\ textsf {NP}$ -completo en la mayoría de los casos, y dejando abierta solo la extensión de extensión de $ 3 $ -Coloreado y $ 3 $ -Precoloreado cuando $d=3 $. Algunos de estos resultados se obtienen $\textsc{through}$ una prueba de que el problema de homorfismo sobreyectivo $C_6 $ es $\textsf{NP}$-completo en gráficos bipartitos con un diámetro máximo de cuatro. Aunque este último resultado ya ha sido probado [Vikas, 2017], presentamos el nuestro como una alternativa más simple. Como subproducto, también obtenemos que $ 3 $ -BicliquePartition es $\ textsf {NP}$-completo. Se presentó un intento de probar este resultado en [Fleischner, Mujuni, Paulusma y Szeider, 2009], pero hubo un defecto en su prueba, que identificamos y discutimos aquí. Finalmente, demostramos que el problema de $ 3 $-Otoño para colorear es $\ textsf {NP}$-completo en gráficos bipartitos con un diámetro máximo de cuatro, y demostramos que $\ textsf {NP}$ -completo para el diámetro tres también implicaría $\ textsf {NP}$ -completo de $ 3 $ -Precolorear la extensión en el diámetro tres, cerrando así los casos abiertos mencionados anteriormente. Esto también respondería a una pregunta planteada en [Kratochvíl, Tuza y Voigt, 2002].Files
pdf.pdf
Files
(412.4 kB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:e21d15d8f9096fe1eeff72f8b78a3688
|
412.4 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مشاكل التلوين على الرسوم البيانية ثنائية الأجزاء ذات القطر الصغير
- Translated title (French)
- Problèmes de coloration sur les graphiques bipartites de petit diamètre
- Translated title (Spanish)
- Problemas para colorear en gráficos bipartitos de diámetro pequeño
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3164033505
- DOI
- 10.37236/9931