0
EN
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

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Graceful Labeling

المؤلف:  Arumugam, S. and Bagga, J.

المصدر:  "Graceful Labeling Algorithms and Complexity-A Survey." J. Indonesian Math. Soc., Special edition, 1-9

الجزء والصفحة:  ...

6-5-2022

3881

+

-

20

Graceful Labeling

 

GracefulGraphs

A graceful labeling (or graceful numbering) is a special graph labeling of a graph on m edges in which the nodes are labeled with a subset of distinct nonnegative integers from 0 to m and the graph edges are labeled with the absolute differences between node values. If the resulting graph edge numbers run from 1 to m inclusive, the labeling is a graceful labeling and the graph is said to be a graceful graph.

Not all graphs possess a graceful labeling; those that do not are said to be ungraceful.

Some gracefully numbered graphs are illustrated above.

The vertex labels must include 0 and m. This can be seen since the edge labels must contain m, but the only way to form an absolute difference of m from two vertex labels each between 0 and m inclusive is for one to be 0 and the other to be m. Furthermore, the vertices bearing labels 0 and m must be adjacent for the same reason.

If a set of labels (l_1,l_2,...,l_k) form a graceful labeling for a graph, then so do the labels (m-l_1,m-l_2,...,m-l_k). Therefore, with the exception of the singleton graph K_1, all graceful graphs have an even number of graceful labelings.

"Fundamentally different" graceful labelings (cf. Gardner 1983, p. 164) refer to labelings that are distinct modulo subtractive complementation and the symmetries of the graph (i.e., the graph automorphism group). For example, while there are a large number of graceful labelings of the icosahedral graph, there are only a small number of fundamentally different ones (cf. Gardner 1983, pp. 163-164, who reported a computation producing 5 fundamentally different labelings; the actual number seems to be 24).

UnrestrictedGracefulGraph

There exist graphs whose vertices can be labeled with distinct nonnegative integers such that graph edge numbers run from 1 to m, but where the maximum vertex number must exceed m. Since such graphs violate the maximum allowed vertex label in the definition of gracefulness, they are ungraceful. An example of such a graph is the disjoint union P_3 union K_(1,3) of the path graph P_3 and claw graph K_(1,3), illustrated above. While there appears to be no standard term for such graphs in the literature, they might be termed "excessively graceful."

Graceful labelings may be generated using perfect rulers, i.e., rulers of integer length n with the minimum possible numbers of marks so that all distances 1 to n can be measured.

There are m! graceful labelings for graphs on m graph edges having no isolated points corresponding to the Lehmer encodings of the m! permutations of (0,1,...,m-1) (Sheppard 1976), although some of these correspond to alternate labelings of the same graph. The numbers of nonisomorphic graceful graphs with no isolated points on m edges for m=1, 2, ... are 1, 1, 3, 5, 12, 37, 112, 340, 1078, 3620, 12737, ... (OEIS A308544), while the numbers of connected graceful graphs on e edges are 1, 1, 3, 5, 11, 28, 79, 227, 701, 2302, 8071, ... (OEIS A308545).

Golomb showed that the number of graph edges connecting the even-numbered and odd-numbered sets of nodes is |_(m+1)/2_|, where m is the number of graph edges.

The following table summarizes the numbers of fundamentally distinct graceful labelings. Arumugam and Bagga (2011) give (total) counts for the cycle graph C_n up to n=24, though typographical errors are present for n=16 and 23.

class OEIS counts
antiprism graph Ci_(2n)(1,2) A000000 X, X, 1, 26, 20, ...
Apollonian network   1, 33,, ...
barbell graph   X, X, 1, 0, 0, ...
book graph   1, 16, 0, 417, ...
centipede graph A000000 1, 1, 4, 30, 232, 2058, 26654, ...
complete bipartite graph K_(n,n) A335619 1, 1, 1, 4, 1, 7, 2, 10, 3, ...
complete graph K_n   1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ...
complete tripartite graph K_(1,1,n) A339891 1, 4, 7, 12, 20, 34, 74, 131, 260, ...
complete tripartite graph K_(n,n,n)   1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, ...
crown graph K_2 square K_n^_ A000000 0, 0, 0, 27, 69, X, 0, ...
cycle graph C_n A000000 X, X, 1, 1, 0, 0, 6, 12, 0, 0, 104, 246, 0, 0, 3882, ...
dipyramidal graph   X, X, 4, 1, 7, 0, 22, X, X, 0, ...
empty graph K^__n   1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, ...
gear graph A000000 X, X, 34, 358, 6781, 231758, 10575203, 695507601, ...
grid graph P_n square P_n A000000 1, 1, 358, 47428572, ...
grid graph P_n square P_n square P_n   1, 27, ...
halved cube graph   1, 1, 1, 0, ...
Hanoi graph   1, 140, ...
helm graph   X, X, 109, 777, ...
hypercube graph Q_n A000000 1, 1, 27, 607173, ...
n×n king graph   1, 1, 154, ...
n×n knight graph   1, 0, 12, ...
ladder graph P_2 square P_n A000000 1, 1, 16, 177, 2242, 48068, ...
Möbius ladder M_n A000000 X, X, 1, 34, 750, 8451, 208882, 5371997, 207664885, ...
pan graph A000000 X, X, X, 5, 8, 13, 30, 60, 160, 394, 924, 2434, 7178, 21446, ...
path complement graph P^__n A000000 1, 0, 0, 1, 13, 34, 45, 18, 1, ...
path graph P_n A000000 1, 1, 1, 1, 2, 6, 8, 10, 30, 74, 162, 332, 800, 2478, 6398, 13980, ...
prism graph P_2 square C_n A000000 X, X, 4, 27, 444, ...
star graph S_n A000012 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, ...
sun graph A000000 X, X, 0, 204, 4765, ...
sunlet graph A000000 X, X, 9, 42, 255, 2283, 27361, ...
triangular snake graph TS_(2n-1)   1, 1, 0, 0, 368, ...
web graph   X, X, 894, ...
wheel graph W_n A000000 X, X, 1, 4, 12, 23, 67, 251, 1842, 10792, ...

REFERENCES

Arumugam, S. and Bagga, J. "Graceful Labeling Algorithms and Complexity-A Survey." J. Indonesian Math. Soc., Special edition, 1-9, 2011.

Gardner, M. "Mathematical Games: The Graceful Graphs of Solomon Golomb, or How to Number a Graph Parsimoniously." Sci. Amer. 226, No. 3, 108-113, March 1972.

Gardner, M. "Golomb's Graceful Graphs." Ch. 15 in Wheels, Life, and Other Mathematical Amusements. New York: W. H. Freeman, pp. 152-165, 1983.

Golomb, S. W. "How to Number a Graph." In Graph Theory and Computing (Ed. R. C. Read). New York: Academic Press, pp. 23-37, 1972.

Knuth, D. E. §7.2.2.3 in The Art of Computer Programming, Vol. 4B. In preparation, 2020.Sheppard, D. A. "The Factorial Representation of Balanced Labelled Graphs." Discr. Math. 15, 379-388, 1976.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد