Quelques problèmes de coloration du graphe

par Renyu Xu

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Yannis Manoussakis et de Jianliang Wu.

Soutenue le 27-05-2017

à Paris Saclay en cotutelle avec Shandong University (Jinan, Chine) , dans le cadre de École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire de recherche en informatique (Orsay, Essonne) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement opérateur d'inscription) .

Le président du jury était Hongjian Lai.

Le jury était composé de Yannis Manoussakis, Jianliang Wu, Hongjian Lai, Yinghong Ma, Lianying Miao, Michèle Sebag.

Les rapporteurs étaient Yinghong Ma, Lianying Miao, Evripidis Bampis.


  • Résumé

    Un k-coloriage total d'un graphe G est un coloriage de V(G)cup E(G) utilisant (1,2,…,k) couleurs tel qu'aucune paire d'éléments adjacents ou incidents ne reçoivent la même couleur. Le nombre chromatique total chi''(G) est le plus petit entier k tel que G admette un k-coloriage total. Dans le chapitre 2, nous étudions la coloration totale de graphe planaires et obtenons 3 résultats : (1) Soit G un graphe planaire avec pour degré maximum Deltageq8. Si toutes les paires de 6-cycles cordaux ne sont pas adjacentes dans G, alors chi''(G)=Delta+1. (2) Soit G un graphe planaire avec pour degré maximum Deltageq8. Si tout 7-cycle de G contient au plus deux cordes, alors chi''(G)=Delta+1. (3) Soit G un graphe planaire sans 5-cycles cordaux qui s'intersectent, c'est à dire tel que tout sommet ne soit incident qu'à au plus un seul 5-cycle cordal. Si Deltageq7, alors chi''(G)=Delta+1.Une relation L est appelé assignation pour un graphe G s'il met en relation chaque x à une liste de couleur. S'il est possible de colorier G tel que la couleur de chaque x soit présente dans la liste qu'il lui a été assignée, et qu'aucune paire de sommets adjacents n'aient la même couleur, alors on dit que G est L-coloriable. Un graphe G est k-selectionable si G est L-coloriable pour toute assignation L de G qui satisfait |L(v)geq k| pour tout x. Nous démontrons que si chaque 5-cycle de G n'est pas simultanément adjacent à des 3-cycles et des 4-cycles, alors G est 4-sélectionable. Dans le chapitre 3, nous prouvons que si aucun des 5-cycles de G n'est adjacent à un 4-cycles, alors chi'_l(G)=Delta et chi''_l(G)=Delta+1 si Delta(G)geq8, et chi'_l(G)leqDelta+1 et chi''_l(G)leqDelta+2 si Delta(G)geq6.Dans le chapitre 4, nous allons fournir une définition du coloriage total somme-des-voisins-distinguant, et passer en revue les progrgrave{e}s et conjecture concernant ce type de coloriage. Soit f(v) la somme des couleurs d'un sommet v et des toutes les arrêtes incidentes à v. Un k-coloriage total somme-des-voisins-distinguant de G est un k coloriage total de G tel que pour chaque arrête uvin E(G), f(u)eq f(v). Le plus petit k tel qu'on ai un tel coloriage sur G est appelé le nombre chromatique total somme-des-voisins-distinguant, noté chi''_{sum} (G). Nous avons démontré que si un graphe G avec degré maximum Delta(G) peut être embedded dans une surface Sigma de caractéristique eulérienne chi(Sigma)geq0, alors chi_{sum}^{''}(G)leq max{Delta(G)+2, 16}.Une forêt linéaire est un graphe pour lequel chaque composante connexe est une chemin. L'arboricité linéaire la(G) d'un graphe G tel que définie est le nombre minimum de forêts linéaires dans G, dont l'union est égale à V(G). Dans le chapitre 5, nous prouvons que si G est une graphe planaire tel que tout 7-cycle de G contienne au plus deux cordes, alors G est linéairementleft lceil frac{Delta+1}{2}ightceil-sélectionable si Delta(G)geq6, et G est linéairement left lceil frac{Delta}{2}ightceil-sélectionable si Delta(G)geq 11.

  • Titre traduit

    Some coloring problems of graphs


  • Résumé

    A k-total-coloring of a graph G is a coloring of V(G)cup E(G) using (1,2,…,k) colors such that no two adjacent or incident elements receive the same color.The total chromatic number chi''(G) is the smallest integer k such that G has a k-total-coloring. In chapter 2, we study total coloring of planar graphs and obtain three results: (1) Let G be a planar graph with maximum degree Deltageq8. If every two chordal 6-cycles are not adjacent in G, then chi''(G)=Delta+1. (2) Let G be a planar graph G with maximum degree Deltageq8. If any 7-cycle of G contains at most two chords, then chi''(G)=Delta+1. (3) Let G be a planar graph without intersecting chordal 5-cycles, that is, every vertex is incident with at most one chordal 5-cycle. If Deltageq7, then chi''(G)=Delta+1.A mapping L is said to be an assignment for a graph G if it assigns a list L(x) of colors to each xin V(G)cup E(G). If it is possible to color G so that every vertex gets a color from its list and no two adjacent vertices receive the same color, then we say that G is L-colorable. A graph G is k-choosable if G is an L-colorable for any assignment L for G satisfying |L(x)|geq k for every vertex xin V(G)cup E(G). We prove that if every 5-cycle of G is not simultaneously adjacent to 3-cycles and 4-cycles, then G is 4-choosable. In chapter 3, if every 5-cycles of G is not adjacent to 4-cycles, we prove that chi'_l(G)=Delta, chi''_l(G)=Delta+1 if Delta(G)geq8, and chi'_l(G)leqDelta+1, chi''_l(G)leqDelta+2 if Delta(G)geq6.In chapter 4, we will give the definition of neighbor sum distinguishing total coloring. Let f(v) denote the sum of the colors of a vertex v and the colors of all incident edges of v. A total k-neighbor sum distinguishing-coloring of G is a total k-coloring of G such that for each edge uvin E(G), f(u)eq f(v). The smallestnumber k is called the neighbor sum distinguishing total chromatic number, denoted by chi''_{sum} (G). Pilsniak and Wozniak conjectured that for any graph G with maximum degree Delta(G) holds that chi''_{sum} (G)leqDelta(G)+3. We prove for a graph G with maximum degree Delta(G) which can be embedded in a surface Sigma of Euler characteristic chi(Sigma)geq0, then chi_{sum}^{''}(G)leq max{Delta(G)+2, 16}.Lastly, we study the linear L-choosable arboricity of graph. A linear forest is a graph in which each component is a path. The linear arboricity la(G) of a graph G is the minimum number of linear forests in G, whose union is the set of all edges of G. A list assignment L to the edges of G is the assignment of a set L(e)subseteq N of colors to every edge e of G, where N is the set of positive integers. If G has a coloring varphi (e) such that varphi (e)in L(e) for every edge e and (V(G),varphi^{-1}(i)) is a linear forest for any iin C_{varphi}, where C_{varphi }=left { varphi (e)|ein E(G)ight }, then we say that G is linear L-colorable and varphi is a linear L-coloring of G. We say that G is linear k-choosable if it is linear L-colorable for every list assignment L satisfying |L(e)| geq k for all edges e. The list linear arboricity la_{list}(G) of a graph G is the minimum number k for which G is linear k-list colorable. It is obvious that la(G)leq la_{list}(G). In chapter 5, we prove that if G is a planar graph such that every 7-cycle of G contains at most two chords, then G is linear left lceil frac{Delta+1}{2}ightceil-choosable if Delta(G)geq6, and G is linear left lceil frac{Delta}{2}ightceil-choosable if Delta(G)geq 11.


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