x

هدف البحث

بحث في العناوين

بحث في المحتوى

بحث في اسماء الكتب

بحث في اسماء المؤلفين

اختر القسم

القرآن الكريم
الفقه واصوله
العقائد الاسلامية
سيرة الرسول وآله
علم الرجال والحديث
الأخلاق والأدعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الجغرافية
الادارة والاقتصاد
القانون
الزراعة
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الهندسة المدنية
الأعلام
اللغة الأنكليزية

موافق

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

Graph Genus

المؤلف:  Battle, J.; Harary, F.; and Kodama, Y

المصدر:  "Every Plane Graph with Nine Points has a Nonplanar Complement." Bull. Amer. Math. Soc. 68

الجزء والصفحة:  ...

24-4-2022

1610

Graph Genus

The genus gamma(G) of a graph G is the minimum number of handles that must be added to the plane to embed the graph without any crossings. A graph with genus 0 is embeddable in the plane and is said to be a planar graph. The names of graph classes having particular values for their genera are summarized in the following table (cf. West 2000, p. 266).

gamma class
0 planar graph
1 toroidal graph
2 double-toroidal graph
3 pretzel graph

Every graph has a genus (White 2001, p. 53).

Let S_gamma be a surface of genus gamma. Then if gamma(G)=k for k>0, then G has in embedding in S_k but not in S_i for i<k. Furthermore, G embeds in S_j for all j>=k, as can be seen by adding j-k handles to an embedding of G in S_k (White 2001, p. 52).

The genus of a graph G satisfies

 gamma(G)<=m

(1)

where m is the edge count of G (White 2001, p. 53).

The smallest double-toroidal graph has 9 vertices, and there are no pretzel graphs on eight or fewer vertices.

The genus of a disconnected graph is the sum of the genera of its connected components (Battle et al. 1962, White 2001, p. 55), and the genus of a connected graph is the sum of the genera of its blocks (Battle et al. 1962; White 2001, p. 55; Stahl 1978).

Duke and Haggard (1972; Harary et al. 1973) gave a criterion for the genus of all graphs on 8 and fewer vertices. Define the double-toroidal graphs

B_1 = K_8-K_3

(2)

B_2 = K_8-(2K_2 union P_3)

(3)

B_3 = K_8-K_(2,3),

(4)

where G-H denotes G minus the edges of H. Then for any subgraph G of K_8:

1. gamma(G)=0 if G does not contain a Kuratowski graph (i.e., K_5 or K_(3,3)),

2. gamma(G)=1 if G contains a Kuratowski graph (i.e., is nonplanar) but does not contain any B_i for i=1,2,3,

3. gamma(G)=2 if G contains any B_i for i=1,2,3.

The complete graph K_n has genus

 gamma(K_n)=[((n-3)(n-4))/(12)]

(5)

for n>=3, where [x] is the ceiling function (Ringel and Youngs 1968; Harary 1994, p. 118). The values for n=1, 2, ... are 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, ... (OEIS A000933).

The complete bipartite graph K_(m,n) has genus

 gamma(K_(m,n))=[((m-2)(n-2))/4]

(6)

(Ringel 1965; Beineke and Harary 1965; Harary 1994, p. 119).

The hypercube Q_n has genus

 gamma(Q_n)=1+(n-4)2^(n-3)

(7)

(Ringel 1955; Beineke and Harary 1965; Harary et al. 1988; Harary 1994, p. 119). The values for n=1, 2, ... are 0, 0, 0, 1, 5, 17, 49, 129, ... (OEIS A000337).


REFERENCES

Battle, J.; Harary, F.; and Kodama, Y. "Every Plane Graph with Nine Points has a Nonplanar Complement." Bull. Amer. Math. Soc. 68, 569-571, 1962

Battle, J.; Harary, F.; Kodama, Y.; and Youngs, J. W. T. "Additivity of the Genus of a Graph." Bull. Amer. Math. Soc. 68, 565-568, 1962.

Beineke, L. W. and Harary, F. "Inequalities Involving the Genus of a Graph and Its Thickness." Proc. Glasgow Math. Assoc. 7, 19-21, 1965.

Beineke, L. W. and Harary, F. "The Genus of the n-Cube." Canad. J. Math. 17, 494-496, 1965.

Duke, R. A.; and Haggard, G. "The Genus of Subgraphs of K_8." Israel J. Math. 11, 452-455, 1972.

Harary, F. Graph Theory. Reading, MA: Addison-Wesley, 1994.

Harary, F.; Kainen, P. C.; Schwenk, A. J.; and White, A. T. "A Maximal Toroidal Graph Which Is Not a Triangulation." Math. Scand. 33, 108-112, 1973.

Harary, F. and Kodama, Y. "On the Genus of an n-Connected Graph." Fund. Math. 54, 7-13, 1964.

Harary, F. and Palmer, E. M. Graphical Enumeration. New York: Academic Press, p. 225, 1973.

Harary, F. and Palmer, E. M. "A Survey of Graph Enumeration Problems." In A Survey of Combinatorial Theory (Ed. J. N. Srivastava). Amsterdam: North-Holland, pp. 259-275, 1973.

Harary, F.; Hayes, J. P.; and Wu, H.-J. "A Survey of the Theory of Hypercube Graphs." Comput. Math. Appl. 15, 277-289, 1988.

Heawood, P. J. "Map Colour Theorems." Quart. J. Math. 24, 332-338, 1890.

Heffter, L. "Über das Problem der Nachbargebiete." Ann. Math. 38, 477-508, 1891.

Jungerman, M. and Ringel, G. "The Genus of the n-Octahedron: Regular Cases." J. Graph Th. 2, 69-75, 1978.

Mayer, J. "Le problème des régions voisines sur les surfaces closes orientables." J. Combin. Th. 6, 177-195, 1969.

Ringel, G. Färbungsprobleme auf Flachen und Graphen. Berlin: Deutsche Verlag der Wissenschaften, 1962.

Ringel, G. "Das Geschlecht des vollständiger Paaren Graphen." Abh. Math. Sem. Univ. Hamburg 28, 139-150, 1965.

Ringel, G. "Über drei kombinatorische Probleme am n-dimensionalen Würfel und Würfelgitter." Abh. Math. Sem. Univ. Hamburg 20, 10-19, 1955.

Ringel, G. and Youngs, J. W. T. "Solution of the Heawood Map-Coloring Problem." Proc. Nat. Acad. Sci. USA 60, 438-445, 1968.

Ringel, G. and Youngs, J. W. T. "Remarks on the Heawood Conjecture." In Proof Techniques in Graph Theory (Ed. F. Harary). New York: Academic Press, 1969.

Skiena, S. Implementing Discrete Mathematics: Combinatorics and Graph Theory with Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, p. 251, 1990.

Sloane, N. J. A. Sequences A000337/M3874 and A000933/M0503 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Stahl, S. "The Embedding of a Graph--A Survey." J. Graph Th. 2, 275-298, 1978.

West, D. B. "Surfaces of Higher Genus." Introduction to Graph Theory, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, pp. 266-269, 2000.

White, A. T. "Imbedding Problems in Graph Theory." Ch. 6 in Graphs of Groups on Surfaces: Interactions and Models (Ed. A. T. White). Amsterdam, Netherlands: Elsevier, pp. 49-72, 2001.