المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تـشكيـل اتـجاهات المـستـهلك والعوامـل المؤثـرة عليـها
2024-11-27
النـماذج النـظريـة لاتـجاهـات المـستـهلـك
2024-11-27
{اصبروا وصابروا ورابطوا }
2024-11-27
الله لا يضيع اجر عامل
2024-11-27
ذكر الله
2024-11-27
الاختبار في ذبل الأموال والأنفس
2024-11-27


Graceful Labeling  
  
1837   03:49 مساءً   date: 6-5-2022
Author : Arumugam, S. and Bagga, J.
Book or Source : "Graceful Labeling Algorithms and Complexity-A Survey." J. Indonesian Math. Soc., Special edition, 1-9
Page and Part : ...


Read More
Date: 7-4-2022 2546
Date: 10-5-2022 1562
Date: 17-5-2022 1442

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.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.