關(guān)于輪圖的猜測數(shù)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　南 開 大 學(xué)</b></p><p>　　本 科 生 畢 業(yè) 論 文(設(shè) 計)</p><p>　　中文題目：關(guān)于輪圖的猜測數(shù)</p><p>　　外文題目：On the guessing number of wheel graphs</p><p><b>　　學(xué) 號：&

2、lt;/b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p>　　年 級：2009級</p><p>　　學(xué) 院：數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院</p><p>　　系 別：應(yīng)用數(shù)學(xué)系</p><p>　　專 業(yè)：數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)</p><p&

3、gt;　　完成日期：2013年5月1號</p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　關(guān)于南開大學(xué)本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)的聲明</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文(設(shè)計)，題目《關(guān)于輪圖的猜測數(shù)》是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他

4、人創(chuàng)作的、以公開發(fā)表或沒有公開發(fā)表的作品內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。</p><p><b>　　學(xué)位論文作者簽名：</b></p><p>　　年 月 日</p><p>　　本人聲明：該學(xué)位論文是本人指導(dǎo)學(xué)生完成的研究成果，已經(jīng)審閱

5、過論文的全部內(nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的一致性和準(zhǔn)確性。</p><p>　　學(xué)位論文指導(dǎo)教師簽名：</p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代社會可以說在很大程度上是通過各種網(wǎng)絡(luò)來管理與控制的，因此用圖論等數(shù)學(xué)工具分析網(wǎng)絡(luò)問

6、題是一項十分重要的課題。而圖的猜測數(shù)是一個研究網(wǎng)絡(luò)編碼策略的有效工具。</p><p>　　近年來很多學(xué)者試圖利用圖論、代數(shù)和信息論的方法研究圖的猜測數(shù)，但目前尚未得到一種系統(tǒng)有效的方法來解決圖的猜測數(shù)問題，特別對于無向圈的猜測數(shù)等問題目前還沒有較好的結(jié)論。因此，本文針對圈的一種擴(kuò)充圖即輪圖的猜測數(shù)進(jìn)行了研究，并得到了有向輪圖和無向輪圖猜測數(shù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞 猜測數(shù);輪圖;獨(dú)

7、立數(shù);團(tuán)覆蓋數(shù);</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　It can be said that modern society is managed and controlled with a variety of networks in a large extent, so analysis of network problem w

8、ith mathematics is a very important task, while guessing number is efficient in considering strategy of network coding. </p><p>　　In recent years, many scholars tried to do researches on the guessing numbers

9、 using the powerful mathematical technique, such as graph theory, algebra and information theory. But the research on the guessing numbers has not formed a method which is effective and systemic. Especially, the study of

10、 circles is still a difficulty. Therefore, this paper studied the guessing number of wheel graphs which is a expansion of circles, and got guessing number of wheel graphs.</p><p>　　Key Words guessing number;

11、 wheel graphs; independence number; clique cover;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄III<

12、;/b></p><p><b>　　一．引言4</b></p><p>　　二．猜測數(shù)問題的簡介6</p><p>　?。ㄒ唬┎聹y數(shù)問題的提出6</p><p>　?。ǘ┚W(wǎng)絡(luò)編碼與猜測數(shù)8</p><p>　?。ㄈ╆P(guān)于猜測數(shù)的一些結(jié)論9</p><p>

13、;　　1. 有向圖的猜測數(shù)9</p><p>　　2. 無向圖的猜測數(shù)11</p><p>　　三．輪圖的猜測數(shù)13</p><p>　?。ㄒ唬┯邢蜉唸D的猜測數(shù)13</p><p>　　（二）無向輪圖的猜測數(shù)14</p><p><b>　　四．結(jié)束語19</b></p>

14、<p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　致 謝22</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　最大流最小割定理決定了網(wǎng)絡(luò)的最大吞吐量。在多播通信網(wǎng)絡(luò)中，通過網(wǎng)絡(luò)編碼可使信息傳播速率達(dá)到最大值。網(wǎng)絡(luò)編碼的誕生和發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)信息傳

15、輸指明了一個新的研究方向。</p><p>　　一個通信網(wǎng)絡(luò)由一些通信節(jié)點(diǎn)和連接在某些節(jié)點(diǎn)之間的一些通信鏈路組成。網(wǎng)絡(luò)通信的目的是要將網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的消息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絽R節(jié)點(diǎn)。</p><p>　　在傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，信息傳輸采用路由的機(jī)制，每個中間節(jié)點(diǎn)將收到的信息傳給與它相鄰的下一個節(jié)點(diǎn)。在2000年，A.Rhlswede等人提出了新的傳輸方案，讓每個中間節(jié)點(diǎn)起到一個編碼器的作用，將其

16、收到的信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a后傳輸出去，這種方案叫做網(wǎng)絡(luò)編碼。</p><p>　　1999年，香港中文大學(xué)的楊偉豪教授和美國南加州大學(xué)的張箴教授在一篇關(guān)于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的學(xué)術(shù)論文“Distributed Source Coding for Satellite Communications”IEEE Transcations on Information Theory[1]中首次提出了網(wǎng)絡(luò)編碼(Network codi

17、ng)的概念。</p><p>　　德國Bielefeld大學(xué)的Ahlswede教授，西安電子科技大學(xué)的蔡寧教授，以及香港中文大學(xué)的李碩彥教授和楊偉豪教授(2000)在論文“Network Information Flow” IEEE Transactions on Information Theory[2]中完全發(fā)展了網(wǎng)絡(luò)編碼的思想。他們以著名的蝴蝶網(wǎng)絡(luò)(Butterfly Network)為例闡述了網(wǎng)絡(luò)編碼的

18、基本原理。</p><p>　　倫敦大學(xué)的S.Riis在2006年發(fā)表的論文“Utilizing public information in Network Coding” Springer[3]中首次提出了猜測數(shù)問題，并且證明了網(wǎng)絡(luò)編碼問題等價于對應(yīng)有向圖的猜測數(shù)問題。并在2007年發(fā)表的論文“Information flows, graphs and their guessing numbers”Electr

19、onic Journal of Combinations[4]中說明可以把線路復(fù)雜性理論(Circuit Complexity Theory)的核心問題和網(wǎng)絡(luò)編碼問題轉(zhuǎn)化為有向圖的猜測數(shù)問題。論文中還介紹了一種特殊圖叫做鐘圖(Clock-graphs)，利用線性猜測策略求出了鐘圖的猜測數(shù)。</p><p>　　同年在論文“Graph Entropy, Network Coding and Guessing gam

20、es” [5]中，S.Riis借用信息論中熵的概念研究了圖的猜測數(shù)問題。這篇文章中定義了有向圖的熵和幾種類熵，并且證明任意圖的猜測數(shù)等于其熵值，利用熵計算出有些圖的猜測數(shù)(例如無向圈的猜測數(shù)與廣義猜測數(shù))。</p><p>　　T.Wu等人(2009)發(fā)表的論文“On the guessing number of Shift graphs” Journal of Discrete Algorithms[6]中應(yīng)用

21、圈填充數(shù)等概念給出了有向圖猜測數(shù)的上下界，并且應(yīng)用這一結(jié)論計算了一種Cayley圖叫做旋轉(zhuǎn)圖(Shift graphs)[9]猜測數(shù)的上下界。</p><p>　　M.Gadouleau和S.Riis(2011)的論文“Graph-Theoretical Constructions for Graph Entropy and Network Coding Based Communications” IEEE Tr

22、ansactions on Information Theory [7]中得出了如下兩個結(jié)論;第一是定義任意有向圖的猜測圖，并且證明任意有向圖的猜測數(shù)等于其猜測圖的獨(dú)立數(shù)的對數(shù)。論文中利用猜測圖給出幾種有向圖乘積[10]的猜測數(shù)和在不同編碼集下猜測數(shù)之間的關(guān)系式。第二是找出了圍長為的一系列有向圖使其線性猜測數(shù)與其頂點(diǎn)數(shù)之比趨于1。</p><p>　　D.Christofids和K.Markström(

23、2011)在他們的論文“The guessing number of undirected graphs”Electronic Journal of Combinations[8]中專門討論了無向圖的猜測數(shù)問題，并利用無向圖的(分?jǐn)?shù))團(tuán)覆蓋數(shù)和(分?jǐn)?shù))獨(dú)立數(shù)[11]給出了無向圖猜測數(shù)的上下界，證明了圖的猜測數(shù)等于編碼圖的獨(dú)立數(shù)的對數(shù)。同時，D.Christofids和K.Markström在這篇論文中提出了奇圈的猜測數(shù)問題，即

24、和等尚未解決的問題。</p><p>　　本文主要針對輪圖的猜測數(shù)問題進(jìn)行了研究。首先利用論文[6,8]的結(jié)論初步計算出輪圖猜測數(shù)的上下界。其次，對于無向輪圖，以構(gòu)造一個猜測策略的方法得到了與奇圈猜測數(shù)的關(guān)系。</p><p>　　二．猜測數(shù)問題的簡介</p><p>　?。ㄒ唬┎聹y數(shù)問題的提出</p><p>　　先考慮一個合作游戲(A g

25、ame of cooperation)，其規(guī)則如下：</p><p>　　個人擲-面骰子(其中每一面的點(diǎn)數(shù)分別為)，然后把自己的值給別人觀看。如果所有人都猜對了自己的值，則稱猜測成功，否則就算猜測失敗。</p><p>　　在無策略的情況下，所有人猜對的概率為</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p&g

26、t;　　假設(shè)每個人都知道其他個人的值(內(nèi)部消息)。那么，我們可以采用以下策略使得上述概率達(dá)到最大值。</p><p>　　令每個人都相信所有人的值之和被整除，此時所有人都可以計算出自己的值。</p><p>　　在這一策略下，所有人猜對的概率等于所有人的值之和被整除的概率，即</p><p><b>　　(2.2)</b></p>

27、<p>　　我們把這游戲推廣到一般有向圖中;</p><p>　　設(shè)為有向圖，并把圖中每一節(jié)點(diǎn)視為游戲參賽者。假設(shè)每一點(diǎn)的值均屬于，其中。對于兩個節(jié)點(diǎn)，假設(shè)當(dāng)時知道的值，否則不知道的值。此時，希望所有人猜對的概率達(dá)到最大值。</p><p>　　定義2.1 設(shè)(頂點(diǎn)集為，邊集為)為有向圖，記，，此時映射稱為頂點(diǎn)的猜測策略，其中表示節(jié)點(diǎn)的入度。并把向量函數(shù)稱之為有向圖的一個猜測策

28、略，其中，，。</p><p>　　易知，猜測策略的總數(shù)為。</p><p>　　定義2.2 設(shè)為有向圖的一個猜測策略，稱為猜測策略的固定點(diǎn)集。</p><p>　　定義2.3 稱為有向圖的猜測數(shù)，此時等號成立的猜測策略稱為最優(yōu)策略，記為，其中表示固定點(diǎn)集的頂點(diǎn)數(shù)。</p><p>　　稱為有向圖的線性猜測數(shù)，其中表示所有均為線性映射的策略。

29、</p><p><b>　　顯然有，</b></p><p><b>　　(2.3)</b></p><p>　　下面證明上述最優(yōu)策略為在合作游戲中所有人猜對的概率最大的策略。</p><p>　　設(shè)為所有人的真值向量，則所有人猜對當(dāng)且僅當(dāng)</p><p>　　因此，猜測策

30、略下所有人猜對的概率為</p><p><b>　　(2.4)</b></p><p>　　例2.1 完全圖的猜測數(shù)為</p><p><b>　　， (2.5)</b></p><p><b>　　證明：首先證明。</b></p><p><b

31、>　　對任意，如果，則</b></p><p><b>　　(2.6)</b></p><p><b>　　因此，，即。</b></p><p><b>　　下面證明。</b></p><p>　　我們?nèi)∪缦虏呗?，其?lt;/p><p>

32、;<b>　　(2.7)</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　從而，即得?！?lt;/b></p><p>　　例2.2 設(shè)為無圈有向圖，則</p><p>　?。ǘ┚W(wǎng)絡(luò)編碼與猜測數(shù)</p><p>　　這一節(jié)中我們

33、將介紹網(wǎng)絡(luò)編碼與猜測數(shù)問題的對應(yīng)關(guān)系。在論文[3]中證明了每個網(wǎng)絡(luò)編碼問題均可轉(zhuǎn)化為有向圖的猜測數(shù)問題。</p><p>　　定義2.4 設(shè)給定的網(wǎng)絡(luò)，為編碼集()，如果利用網(wǎng)絡(luò)編碼可以實(shí)現(xiàn)源節(jié)點(diǎn)到所有匯節(jié)點(diǎn)的組播，則稱信息流問題可解，并把這種策略稱為信息流問題的解。</p><p>　　在這一節(jié)中，我們主要考慮源節(jié)點(diǎn)和匯節(jié)點(diǎn)數(shù)相同的網(wǎng)絡(luò)組播問題。我們先把網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和匯節(jié)點(diǎn)一一結(jié)合起來，

34、然后由恒等映射可以得到有向圖。例如在圖1中，由圖(a)和(c)以源匯節(jié)點(diǎn)結(jié)合的方法可以得到圖(b)和(d)。</p><p>　　(b)(c)(d)</p><p>　　圖1 網(wǎng)絡(luò)編碼到猜測數(shù)問題的轉(zhuǎn)化</p><p>　　定理2.1 [3] 信息流問題的解與有向圖上成功猜測的概率至少為的猜測策略一一對應(yīng)，其中表示有向圖的頂點(diǎn)數(shù)。</p><

35、p><b>　　證明：考慮有向圖</b></p><p>　　設(shè)網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和匯節(jié)點(diǎn)分別記為和</p><p>　　由于網(wǎng)絡(luò)中無圈，所以可以對中間節(jié)點(diǎn)定義偏序，記為</p><p><b>　　(2.8)</b></p><p>　　下面考慮網(wǎng)絡(luò)的任意網(wǎng)絡(luò)編碼策略</p><

36、;p><b>　　(2.9)</b></p><p>　　其中、和分別表示源節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)和匯節(jié)點(diǎn)的信息。</p><p>　　則與它對應(yīng)的有向圖的猜測策略為，</p><p><b>　　(2.10)</b></p><p>　　顯然上述策略與一一對應(yīng)。以下證明猜測策略下猜測成功的概率為當(dāng)且

37、僅當(dāng)信息流問題有解。</p><p>　　猜測成功的概率為 信息流問題有解?！?lt;/p><p>　　推論2.2 [3] 源節(jié)點(diǎn)和匯節(jié)點(diǎn)數(shù)均為的信息流問題可解當(dāng)且僅當(dāng)對應(yīng)的有向圖的猜測數(shù)滿足。</p><p>　?。ㄈ╆P(guān)于猜測數(shù)的一些結(jié)論</p><p>　　1. 有向圖的猜測數(shù)</p><p>　　先考慮子圖和剖

38、分圖的猜測數(shù)。</p><p>　　定理2.3設(shè)為有向圖的子圖，則有</p><p><b>　　， (2.11)</b></p><p>　　證明：設(shè)和分別為有向圖的最優(yōu)猜測策略與線性猜測策略。則和可視為的猜測策略和線性猜測策略。因此，有</p><p><b>　　,□</b></p&

39、gt;<p>　　定理2.4 [6] 設(shè)為有向圖的子圖，則有</p><p><b>　　(2.12)</b></p><p>　　其中表示有向圖和的頂點(diǎn)之差。</p><p>　　推論2.5設(shè)有向圖為由圖刪除一頂點(diǎn)得到的圖，即，則有</p><p><b>　　(2.13)</b>&

40、lt;/p><p>　　定理2.6 設(shè)有向圖為由圖剖分一點(diǎn)得到的圖，則有</p><p><b>　　(2.14)</b></p><p>　　證明：設(shè)且邊，并設(shè)為在圖的邊上添加一個頂點(diǎn)得到的圖，即。</p><p>　　設(shè)為的最優(yōu)策略。令，其中和為</p><p><b>　　(2.15)

41、</b></p><p>　　則為的猜測策略，并且顯然有。</p><p><b>　　因此，</b></p><p>　　反之，設(shè)為的最優(yōu)策略。令</p><p><b>　　(2.16)</b></p><p>　　則為有向圖的一個策略，且</p>

42、<p><b>　　因此，。</b></p><p><b>　　故。□</b></p><p>　　例2.3 設(shè)為頂點(diǎn)數(shù)為的有向圈，則有向圈的猜測數(shù)為</p><p><b>　　(2.17)</b></p><p>　　證明：當(dāng)時，可以視為的剖分圖。由定理

43、2.3有</p><p><b>　　，(2.18)</b></p><p><b>　　而為完全圖，因此</b></p><p><b>　　(2.19)</b></p><p><b>　　(2.20)</b></p><p>

44、;<b>　　□</b></p><p>　　下面考慮有向圖猜測數(shù)的上下界和線性猜測數(shù)的代數(shù)表示。</p><p>　　定理2.7 [6] 設(shè)為有向圖，對有</p><p><b>　　(2.21)</b></p><p>　　其中表示有向圖中點(diǎn)不相交的圈數(shù)的最大值，表示有向圖中把變?yōu)闊o圈的最小刪除

45、邊數(shù)。</p><p>　　定理2.8 [6] 設(shè)為有向圖，則有</p><p><b>　　(2.22)</b></p><p>　　其中表示有向圖的鄰接矩陣，表示階單位矩陣，表示當(dāng)時必有。</p><p>　　2. 無向圖的猜測數(shù)</p><p>　　我們可以把無向圖視為雙向邊有向圖、無向圖的

46、猜測數(shù)定義為對應(yīng)雙向邊有向圖的猜測數(shù)。下面利用圖論的一些概念計算猜測數(shù)的上下界。</p><p>　　定義2.5 設(shè)為無向圖，節(jié)點(diǎn)集且，則稱為圖的導(dǎo)出子圖。如果其導(dǎo)出子圖為完全圖，則稱此子圖為圖的一個團(tuán)，并記為。</p><p>　　定義2.6 若有一團(tuán)集覆蓋了圖的所有邊，即圖中每一條至少屬于一個，這時我們稱團(tuán)集中的團(tuán)的個數(shù)為團(tuán)覆蓋數(shù)，記為。</p><p>　　定

47、理2.8 [8] 設(shè)為無向圖，對任意有</p><p><b>　　(2.23)</b></p><p>　　其中為圖的獨(dú)立數(shù)，為圖的團(tuán)覆蓋數(shù)。</p><p><b>　　三．輪圖的猜測數(shù)</b></p><p>　?。ㄒ唬┯邢蜉唸D的猜測數(shù)</p><p>　　在這一節(jié)中，

48、我們考慮有向圈上添加一個頂點(diǎn)并與它連接所有頂點(diǎn)，這類圖定義為輪圖。為了嚴(yán)格定義輪圖，先把有向圈用數(shù)學(xué)符號來表示，其表示如下</p><p><b>　　，其中，</b></p><p>　　定義3.1 設(shè)為有向圖，其頂點(diǎn)集和邊集分別為</p><p><b>　　，(3.1)</b></p><p&g

49、t;　　則稱有向圖為有向輪圖，并記為。</p><p>　　記，它表示頂點(diǎn)的入出變化數(shù)。</p><p>　　引理 設(shè)為有向輪圖，則有</p><p><b>　　(3.2)</b></p><p>　　證明：由定理2.5和例2.3有</p><p><b>　　(3.3)□</

50、b></p><p>　　定理3.1 有向輪圖的猜測數(shù)為當(dāng)且僅當(dāng)。</p><p><b>　　證明： (必要性)</b></p><p>　　反證法：假設(shè)，只需證明。</p><p>　　此時，易證為的子圖(見圖2)。</p><p><b>　　圖2 有向輪圖</b>

51、;</p><p><b>　　的鄰接矩陣為</b></p><p><b>　　(3.4)</b></p><p><b>　　記 ，則且。</b></p><p>　　由定理2.3和定理2.,8知，</p><p><b>　　(3.5)&

52、lt;/b></p><p><b>　　(充分性)</b></p><p>　　當(dāng)時，即n點(diǎn)的出度或入度為0。</p><p>　　刪除頂點(diǎn)0,則變成有向無圈圖。由推論2.5知，。</p><p><b>　　因此，。</b></p><p>　　當(dāng)時，刪除頂點(diǎn)，其中

53、為滿足且的點(diǎn)。</p><p>　　則變成有向無圈圖，因此，。</p><p><b>　　故?！?lt;/b></p><p>　　推論3.2有向輪圖的猜測數(shù)為</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p>　　證明：由定理3.2和引理顯然成立?！?lt;/

54、p><p>　?。ǘo向輪圖的猜測數(shù)</p><p>　　類似于有向輪圖，我們可以考慮無向輪圖的猜測數(shù)。</p><p>　　定義3.2 設(shè)為如下定義頂點(diǎn)集和邊集的無向圖，</p><p>　　，() (3.7)</p><p>　　此時，稱為無向輪圖，記為。</p><p>　　定理3.3 有

55、向輪圖的猜測數(shù)為</p><p><b>　　(3.8)</b></p><p>　　證明：分別當(dāng)為奇數(shù)和偶數(shù)時考慮輪圖的猜測數(shù)。</p><p><b>　　當(dāng)為偶數(shù)時</b></p><p>　　首先，中沒有頂點(diǎn)數(shù)大于3的完全子圖(團(tuán))。</p><p>　　除掉頂點(diǎn)之后

56、，中沒有頂點(diǎn)數(shù)大于2的完全子圖(團(tuán))。</p><p>　　因此，的團(tuán)覆蓋數(shù)滿足</p><p><b>　　(3.9)</b></p><p><b>　　而為的-團(tuán)覆蓋。</b></p><p><b>　　從而，。</b></p><p>　　下

57、面考慮的最大獨(dú)立數(shù)。</p><p>　　由于頂點(diǎn)與其他所有點(diǎn)都相鄰，所以的包含頂點(diǎn)的獨(dú)立集的頂點(diǎn)數(shù)為1。設(shè)為獨(dú)立集，則。因此，。</p><p>　　另外，為獨(dú)立集，且。</p><p><b>　　從而，。</b></p><p><b>　　由定理2.8知，。</b></p>&

58、lt;p><b>　　當(dāng)為奇數(shù)時</b></p><p>　　類似于上述為偶數(shù)的情形，分別計算團(tuán)覆蓋數(shù)和最大獨(dú)立數(shù)。</p><p>　　中沒有頂點(diǎn)數(shù)大于3的完全子圖(團(tuán))，而且除掉頂點(diǎn)之后中沒有頂點(diǎn)數(shù)大于2的完全子圖(團(tuán))。</p><p><b>　　因此，。</b></p><p>　　

59、所以，為最大數(shù)團(tuán)覆蓋，即</p><p><b>　　(3.10)</b></p><p>　　設(shè)為獨(dú)立集，與上述為偶數(shù)的情形類似地可以證明</p><p><b>　　(3.11)</b></p><p>　　因此，()為最大獨(dú)立集，即</p><p><b>　

60、　(3.12)</b></p><p>　　由定理2.8知，?！?lt;/p><p>　　下面考慮時任意圖上加一個頂點(diǎn)并與此點(diǎn)連接所有頂點(diǎn)的情形。為此，先規(guī)定如下符號。</p><p>　　設(shè)為無向圖，用表示頂點(diǎn)集為、邊集為的無向圖。</p><p>　　定義3.11設(shè)為無向圖，為無向圖的一個猜測策略，</p><

61、;p>　　則稱為的共軛策略，記為，其中表示維向量。</p><p><b>　　引理 </b></p><p>　　證明: 對任意，記，則有</p><p><b>　　(3.13)</b></p><p><b>　　反之，當(dāng)時有，。</b></p>&l

62、t;p>　　而且顯然有當(dāng)且僅當(dāng)。因此，。□</p><p>　　由引理可以知道，當(dāng)為最優(yōu)策略是也為最優(yōu)策略。</p><p>　　定理3.5 設(shè)為無向圖，則有</p><p><b>　　(3.14)</b></p><p>　　證明：設(shè)為最優(yōu)策略，即。</p><p>　　記，并稱為對稱

63、固定點(diǎn)集。</p><p>　　不妨設(shè)(否則，以最優(yōu)策略代替)。</p><p><b>　　上取如下策略,</b></p><p><b>　　其中 ,</b></p><p><b>　　(3.15)</b></p><p><b>　　

64、則對有，，</b></p><p><b>　　從而，。</b></p><p><b>　　故 ?！?lt;/b></p><p><b>　　無向輪圖的猜測數(shù)為</b></p><p><b>　　(3.16)</b></p>&l

65、t;p>　　證明：在文[8]中介紹了無向輪圖的猜測數(shù)為，并且最優(yōu)策略為</p><p>　　，其中(3.17)</p><p>　　此時，按定理3.5證明構(gòu)造輪圖的猜測策略，其為如下</p><p><b>　　(3.18)</b></p><p><b>　　其中，</b></p&g

66、t;<p>　　表示第()頂點(diǎn)所得到的信息。則由推論2.5有，</p><p><b>　　(3.19)</b></p><p><b>　　故?！?lt;/b></p><p>　　從例3.1可以猜想無向奇輪圖的猜測數(shù)等于奇圈的猜測數(shù)加1。</p><p>　　定理3.6 無向輪圖的猜測

67、數(shù)為</p><p><b>　　(3.20)</b></p><p>　　證明：只需證明為奇數(shù)的情形。</p><p>　　設(shè)為奇圈的最優(yōu)策略，其中 為頂點(diǎn)的局部策略。</p><p><b>　　下面考慮上的策略</b></p><p><b>　　(3.21)

68、</b></p><p><b>　　, (3.22)</b></p><p><b>　　(3.23)</b></p><p><b>　　(3.24)</b></p><p><b>　　則對任意和任意有</b></p>&

69、lt;p><b>　　(3.25)</b></p><p><b>　　(3.26)</b></p><p><b>　　(3.27)</b></p><p><b>　　(3.28)</b></p><p><b>　　因此，，即有<

70、;/b></p><p><b>　　(3.29)</b></p><p><b>　　從而，。</b></p><p>　　由推論2.5有，?！?lt;/p><p><b>　　四．結(jié)束語</b></p><p>　　由于確定圖的猜測數(shù)是NP-難問

71、題，而且猜測數(shù)的研究起步比較晚，目前還沒得到一種系統(tǒng)有效的計算方法。2006年S.Riis[3]提出猜測數(shù)問題之后，T.Wu等人從不同的角度出發(fā)研究了圖的猜測數(shù)問題。他們用圖的獨(dú)立數(shù)、團(tuán)覆蓋數(shù)和圈填充數(shù)[5]給出了猜測數(shù)的上下界。此外，用熵[5]、猜測圖[7]和編碼圖[8]等新的概念把猜測數(shù)問題轉(zhuǎn)化為另一種問題，并且用此工具算出了一些特殊圖的猜測數(shù)。但是對很多圖，特別對無向奇圈尚未得到確切的猜測數(shù)值。</p><p&

72、gt;　　目前，除了奇圈之外對其他簡單圖的猜測數(shù)已經(jīng)得到了一定的結(jié)果，因此我們需要考慮笛卡爾積等圖的擴(kuò)充圖的猜測數(shù)問題，。對于完全圖、二部圖、路、有向圈和無向偶圈之間笛卡爾積的猜測數(shù)，已經(jīng)得到了非常好的結(jié)論。進(jìn)一步，我們還可以考慮樹、Caylay圖、多部圖等圖和上述圖之間笛卡爾積的猜測數(shù)問題。</p><p>　　本文中所考慮的輪圖為比較簡單的擴(kuò)充圖，它是由一個圈添加一個頂點(diǎn)并連接所有頂點(diǎn)得到的圖。對于有向輪圖和

73、頂點(diǎn)數(shù)為奇數(shù)的輪圖，我們在第三章中給出了確切的猜測數(shù)，而對于頂點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)的輪圖，證明了其猜測數(shù)等于奇圈的猜測數(shù)加一。</p><p>　　猜測數(shù)方面仍然有非常大的研究空間，本人今后也將不斷開拓創(chuàng)新，為尋求一個解決猜測數(shù)問題的系統(tǒng)有效的方法做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1] R.W. Yeung, Z. Zhang. Distributed Source Coding for S

74、atellite Communications. IEEE Transactions on Information Theory, vol.45 May 1999.</p><p>　　[2] R. Ahlswede, N. Cai, N. Li, et al. Network information flow. IEEE Transactions on Information Theory, vol.46 J

75、uly 2000.</p><p>　　[3] S.Riis. Utilizing public informations in network coding. General Theory of information Transfer and Combinatorics, Springer 2006.</p><p>　　[4] S.Riis. Information flows, g

76、raphs and their guessing numbers. Electronic Journal of Combinatorics, 14(1) R44 (2006).</p><p>　　[5] S.Riis. Graph entropy, network coding and guessing games. arXiv.org/pdf/0711.</p><p><b&g

77、t;　　, 2007.</b></p><p>　　[6] T.Wu, P.Cameron, S.Riis. On the guessing number of shift graphs. Journal of Diserete Algorithms, vol7(2) (2009).</p><p>　　[7] M.Gadouleau, S.Riis. Graph-theore

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79、ected graphs. Electronic Journal of combinatorics, 18(2011).</p><p>　　[9] L.Pippenger, N.Valiant. Shifting graphs and their applications. JACM, 23:423–432, 1976.</p><p>　　[10] W.Imrich, S.Klavza

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82、ng. In Proceedings of the 2002 IEEE Infocom, 2002.</p><p>　　[14] B.E.Tarjan, A.E.Trojanowski. Finding a maxium independent set. SIAM J.Comput, 6(3):537-546, 1977.</p><p>　　[15] 蔣長浩. 圖論與網(wǎng)絡(luò)流. 中國林業(yè)

83、出版社. 2001年, 第一版, 174~194.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師金應(yīng)烈教授表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！金應(yīng)烈老師作為一名優(yōu)秀的、經(jīng)驗(yàn)豐富的教師，具有豐富的數(shù)學(xué)知識和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在整個論文討論和論文寫作過程中，對我進(jìn)行了耐心的指導(dǎo)和幫助，提出嚴(yán)格要求，引導(dǎo)我不斷開闊

84、思路，為我答疑解惑，鼓勵我大膽創(chuàng)新，使我在這一段寶貴的時光中，既增長了知識、開闊了視野、鍛煉了心態(tài)，又培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)方法和勇于探索的科研精神。值此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師致以最崇高的謝意！</p><p>　　光陰似箭，轉(zhuǎn)眼間，四年的留學(xué)生活即將結(jié)束，依依不舍之情難以言表。要感謝的人太多，要說的話也很多。我會永遠(yuǎn)記得在南開留學(xué)的美好時光。最后，我衷心地感謝在南開四年以來所有老師對我的大力栽培。</p

85、><p>　　*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#&#849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&

86、amp;MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT