1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

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

الرياضيات : نظرية البيان :

Rank Polynomial

المؤلف:  Biggs, N. L

المصدر:  Algebraic Graph Theory, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press

الجزء والصفحة:  ...

20-4-2022

1452

Rank Polynomial

The rank polynomial R(x,y) of a general graph G is the function defined by

 R(x,y)=sum_(S subset= E(G))x^(r(S))y^(s(S)),

(1)

where the sum is taken over all subgraphs (i.e., edge sets) and the rank r(S) and co-rank s(S) of the subgraph S is given by

r(S) = n-c

(2)

s(S) = m-n+c

(3)

for a subgraph with n vertices, m edges, and c connected components (Biggs 1993, p. 73).

The rank polynomial is multiplicative over graph components, so for a graph G having connected components G_1G_2, ..., the rank polynomial of G itself is given by

 R_G=R_(G_1)R_(G_2)....

(4)

It is given in terms of the Tutte polynomial T(x,y) as

 R(x,y)=x^(n-c)T(x^(-1)+1,y+1).

(5)

The chromatic polynomial pi(x) and rank polynomial of a general graph G with n vertices are related by

 pi(x)=x^nR(-x^(-1),-1)

(6)

(Biggs 1993, p. 75).

Trivially,

 R(x,x)=(x+1)^m,

(7)

where m is the number of edges of the graph (Biggs 1993, p. 74).

The following table summarizes rank polynomials for some common classes of graphs.

graph rank polynomial
banana tree (1+x)^(nk)
book graph S_(n+1) square P_2 ([1+3x(x+1)]^n(y-x)+x(y+1)<span style={1+x[3+x(3+y)]}^n)/y" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/RankPolynomial/Inline26.svg" style="height:33px; width:265px" />
centipede graph (x+1)^(2n-1)
cycle graph C_n x^(n-1)(y-x)+(x+1)^n
gear graph (x[x^2(y+4)+3x+1-s]^n+x[x^2(y+4)+3x+1+s]^n-2^(n+1)x^(2n+1)+2^nyx^(2n))/x
ladder rung graph nP_2 (1+x)^n
pan graph x^(n-1)(y-x)+(x+1)^(n+1)
path graph P_n (1+x)^(n-1)
star graph S_n (1+x)^n
sunlet graph C_n circledot K_1 (1+x)^n[(1+x)^n+x^(n-1)(y-x)]

The following table summarizes recurrence equations for rank polynomials of common classes of graphs.

graph recurrence
book graph S_(n+1) square P_2 p_n=(x^2y+6x^2+6x+2)p_(n-1)-(3x^2+3x+1)(x^2y+3x^2+3x+1)p_(n-2)
cycle graph C_n p_n=(2x+1)p_(n-1)-x(x+1)p_(n-2)
gear graph p_n=(1+3x+5x^2+x^2y)p_(n-1)-x^2(2+5x+5x^2+y+2xy+2x^2y)p_(n-2)+(x^4(1+x)^2(1+y))p_(n-3)
helm graph p_n=(x+1)(xy+4x+1)p_(n-1)-x(2x+1)(x+1)^2(y+2)p_(n-2)+x^2(x+1)^4(y+1)p_(n-3)
ladder graph L_n p_n=(1+3x+4x^2+x^2y)p_(n-1)-x^2(x+1)^2(y+1)p_(n-2)
pan graph p_n=(2x+1)p_(n-1)-x(x+1)p_(n-2)
sunlet graph C_n circledot K_1 p_n=(x+1)(2x+1)p_(n-1)-x(x+1)^3p_(n-2)
wheel graph W_n p_n=(1+4x+xy)p_(n-1)-x(2x+1)(y+2)p_(n-2)+x^2(x+1)(y+1)p_(n-3)

Nonisomorphic graphs do not necessarily have distinct rank polynomials. The following table summarizes some co-rank graphs.

rank polynomial graphs
1 empty graph K^__n
1+x (3,2)(4,2)(5,2)(6,2)(7,2)(8,2), path graph P_2
1+3x+3x^2+x^2y triangle graph, (4,6)(5,8)(6,10)(7,12)(8,14)
(1+x)^2 (4,3)(5,3)(5,6)(6,3)(7,3)(7,8)(8,3)(8,9)(2,6)-fiveleaper graph, (4,5)-fiveleaper graph, (2,3)-knight graph, 2-ladder rung graph, path graph P_3
(1+x)^3 claw graph, (5,4)(5,7)(5,9)(6,4)(6,8)(6,11)(7,4)(7,9)(7,13)(7,58)(8,4)(8,10)(8,15)(8,88)(3,6)-fiveleaper graph, 3-ladder rung graph, path graph P_4
(1+x)(1+3x+3x^2+x^2y) paw graph, (5,10)(5,20)(6,12)(6,37)(7,14)(7,60)(8,16)(8,91)
1+4x+6x^2+4x^3+x^3y square graph, C_4(5,14)(6,22)(7,30)(8,38)
1+5x+10x^2+8x^3+2x^2y+5x^3y+x^3y^2 diamond graph, (5,15)(6,23)(7,31)(8,39)
1+6x+15x^2+16x^3+4x^2y+15x^3y+6x^3y^2+x^3y^3 tetrahedral graph, (5,24)(6,58)(7,114)(8,199)

REFERENCES

Biggs, N. L. Algebraic Graph Theory, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 73, 97, and 101, 1993.

Godsil, C. and Royle, G. "Rank Polynomial" and "Evaluations of the Rank Polynomial." §15.9-15.10 in Algebraic Graph Theory. New York: Springer-Verlag, pp. 355-358, 2001.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي