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一类直径可以任意大的双圈图及其线图的Wiener指标

2020-01-31 来源:步旅网
2015年l2月 陕西理工学院学报(自然科学版) Dec.2015 第31卷第6期 Journal of Shaanxi University of Technology(Natural Science Edition) Vol_31 No.6 [文章编号]1673—2944(2015)06—0057—03 一类直径可以任意大的双圈图 及其线图的Wiener指标 苏晓海 (陕西理工学院数学与计算机科学学院,陕西汉中723000) [摘 要] 一个连通图G的Wiener指标是指G中所有顶点对之间距离的总和,即 (G)= 一> d(“, )。研究了一类直径可以任意大的双圈图G 的Wiener指标,证明了G 满足性 I_cv(G) 质 (G )=W(L(G叫)),其中L(G )表示图G叫的线图。 [关键词] Wiener指标; 双圈图; 线图 [中图分类号]O157.5 [文献标识码]A 本文所涉及的图都是简单的无向连通图。设图G的顶点集和边集分别记为V(G)和E(G)。图G 的圈数A定义为A(G)=I E(G)I—l V(G)l+1。设图G中顶点/Z和 是连通的,则从/Z到 的最短路 的长度称为/3,到 的距离,记为d ( , )(或简记为d(“, ))。在图G中从顶点 到所有顶点的距离之 和称为这个顶点 的距离,记为d ( )= ’d。(u, )。图G的线图,记为L(G),是这样定义的:它的 —ueV(C) 顶点集是图G的边集E(G),且它的两个顶点是相邻的当且仅当它们在G中有一个公共的顶点。一个 图的直径是指图中任意两点间的最大距离。Wiener指标的概念首次于1947年由化学家Wiener提出。 Wiener指标W(G)是众所周知的基于距离的拓扑指标,它是以描述非循环有机分子的结构而引入的 。 Wiener指标被定义为图G中所有无序顶点对的距离的总和,即 —— 1—— (G)= {u, r (G)>  d( , )=÷一E >V(G) d。( )。 在最近的40年里,Wiener指标的数学性质和化学应用都得到了深人研究。如今,Wiener指标是一 个最好理解和最常用的分子模型描述符。在模拟物理化学、药理及生物学特性的有机分子方面,发现 Wiener指标有许多应用 2剖。有两组密切相关的问题,已经引起了研究者很长一段时间的关注:Wiener 指标如何依赖于一个图的结构和Wiener指标如何随着图形的变形而变化?在数学化学研究中有趣的 方法之一是用参数计算来刻画分子图的派生结构。线图可以较好地反映原图的分枝,这是一个导出分 子图形结构很好的例子。线图的这种不变性已经被用于评价结构复杂的分子图形、结构排序和设计新 颖的拓扑指数 。 本文主要研究并找出满足下列性质: ( (G))= (G), (1) 且有规定的圈数A=2的图。在文献[8]中已经表明,树(A=0)及其线图的Wiener指数总是不同的。 收稿日期:2015-03-29 基金项目:陕西省教育厅科学研究计划项目(15JK1 143) 作者简介:苏晓海(1979一),男,云南省普洱市人,陕西理工学院讲师,硕士,主要研究方向为图论及其应用。 ・57・ 陕西理工学院学报(自然科学版) 第31卷 对于单圈图,除了简单的圈图之外,均满足 (L(G))<W(G) 。因此,如果一个图G含有圈,除非是 简单的圈图,满足等式(1),则它至少有两个圈(A=2) 。阶为9的最小的满足性质(1)的双圈图有 26个 。一系列阶数渐增的双圈图已经在文献[8]中构造出来了。阶数为12的最小的满足性质(1) 的三圈图有72个 。本文主要目的是研究阶数渐增且直径可以任意大的双圈图及其线图的Wiener 指标。 引理1l2, 设图G是由图G 的一个顶点 和G:的一个顶点 重合到一起组成的,则 W(G)=W(G )+W(G )+(I V(G )I一1)d ,( )+(I V(G )l一1)d (“), (2) 其中d。 (“)表示从顶点tt到图G。的所有顶点的距离之和,而d .( )表示从顶点 到图G:的所有顶点 的距离之和。 引理2 设P 和5 分别是阶为n的路和星图,则 w(p )=() 12 )=J  1(n2 —1一)), (S )=(n一1) 。 引理3 设 是阶为n的树,则W(S )≤W( )≤W(P )。 考虑图G…具体结构见图1。通过构造,它是圈数为A:2,阶为2r+t+5的图,其直径d=r+t+3, 对于每一组r和t,当r和t无限增大时,直径d也无限增大,其线图L(G )的具体结构见图2。图G 和 L(G )的子图见图3一图4。 图1 图G 图2 G 的线图L(G ) r G 图3 G 的子图 和G 图4 L(G )的子图G2和G3 定理1 如果△ (G)= ( (G))一 (G),则AW(G )=一r一吾 十 2+7。 证明因为[14 ( )=了1 r+3r + 2 r3+了1£+2 +r2t+ 1 2+rt2十 1 3, 第6期 苏晓海 一类直径可以任意大的双圈图及其线图的Wiener指标 凡 2r+t+1, 州+2,+丢“ , ,4 和引理1,有 其中图G的顶点个数(阶)记为nc。由 (G )=14,n 。=5,d。 (u)= r+ “ 1)= 2 W(G . )=W(T)+W(G1)+4(2r+t)+4(r +r£+ ÷r+3r2+ r3+÷ +2 +r2t+ 1 2+rt2+ £。+14+8r+4f+4r2+4 +8r+2 2+2 = r+7r2+ r3+ +6 +r2t+ 5 2+rt2+ 1 3+ 4, 类似的,由w(c )=一了2 r+r2+ 2 r3一 1£+r2t+rt2+16 3, =2r+t, 。= ,(G2)=29,nG:=7,dc2( )=8,和引理1,有 W(L(C ))=29一 2 r+r2+ r3一 2—3 1 + 吖 一 3 ( )=r2+ + f2一号 , +r2t+rt2+吉 3+ 8(2r+f一1)+6(r2+ + 2一 1): + 7 专 所以,AW(G )=W(L(G ))一 于是,得到如下结论: 定理2 当 = 一1,r=ik(k一5)+9( ≥6是任意自然数)时,无限图族G 满足Aw(G ):0,即 一6 (L(G ))=W(G )。 证明在定理l中,如果一卜一手 + 1 2+7=o,那么易解得满足等式的所有解为: f=k一1, r={一(k 一5k+18)={一Ji}(k一5)+9, 其中kI>6是任意自然数。下面只需要说明r一定是正整数即可:由于k和 一5两个整数必有一个是偶 数,所以卜一定是正整数。定理得证。 [ 参69(1):17-20. 考文献 ] [1] WIENER H.Structural determination of paraffin boiling points[J].Journal of the American Chemical Society,1947, DOBRYNIN A A,ENTRINGER R,GUTMAN I.Wiener index of trees:theory and applications[J].Acta Appl Math,2001 (66):211-249. DOBRYNIN A A,GUTMAN I,Klav ̄ar S,et a1.Wiener index of hexagonal systems[J].Acta Appl Math,2002(72):247- 294. Nikoli6 S,Trinajstig N,Mihali ̄Z.The Wiener index:developments and applications[J].Croat Chem Acta,1995(68):105— 129. BERTZ S H,WRIGHT W F.The graph theory approach to synthetic analysis:definition and application of molecular con. plexity and synthetic complexity[J].Graph Theory Notes,1998(35):3248. ESTRADA E,GUEVARA N,GUTMAN I.Extension of edge connectivity index Relationships to line graph indices and QSPR applications[J].Journal of Chemicla Infomatrion and Modeling,1998,38(3):428431. GUTMAN I,ESTRADA E.Topological indices based on the line graph of the molecular graph[J].Journal of Chemical In— formation and Modeling,1996,36(3):541-543. (下转第66页) ・59・ 陕西理工学院学报(自然科学版) 第31卷 Comprehensive evaluation on low—carbon economy in the southern Shaanxi province based on the multidimensional vision YANG Gang (Sch0ol 0f Mathematics and Computer Science,Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000,China) Abstract:The study has built an evaluation index system of low—carbon economy by doing dimension。 1ess processing of indexes in the system with the method of fuzzy membership function.Then the study uses re spectively principal component analysis and AHP to get weights of each index and each subsystem of the index svstem.B、r newly-fomulated evaluation model of index system by the linear weighted sum function method,we have assessed citv low-earb0n economy of each subsystem and each city longitudinally from 2007 to 2012 in the southern Shaanxi Drovince. Finally a comprehensive evaluation of city low—carbon economy over the six years in s0uthen Shaanxi Drovince is made and amuhiple broken line graphs is drawn to show the effects. It does an 0vera11 colnparison of city low.carbon economy, in the southern Shaanxi province,horizontaly ( ̄cusing on space scab,)and vertically(focusing on time scale). Key words:low.carbon economy;principal component analysis; analytic hierarchy process;fuzz— Y membership function; multiple broken line graph (上接第59页) [8]BUCKI EY F.Mean distance of line graphs[J].Graph Theory and Computing,1981,1(32):153・162. [9]GU fMAN I.Distance of line graphs[J].Graph Theory Notes,1996(31):49—52. 『l0]GUTMAN I,Pavlovi6 L.More on distance of line graphs[J].Graph Theory Notes,1997(33):14—18. [1 1]DOBRYNIN A A,GUTMAN I,Jovagevi ̄V.Bicyclic graphs and its line graphs with the same Wiener index[J]・Diskretn・ Analiz Issled.Oper Ser,1997,4(2):3-9. 『12 1 DOBRYNIN A A,Mel’nikov L S.Wiener index,line graphs and the cyclomatie number[J].MATCH Communications in Mathematical and in Computer Chemistry,2005,53(1):209—214. [1 3]DOBRYNIN A A,Mel’nikov L S.Wiener index for graphs and their line graphs with arbitrary large cyclomatic numbers [J J.Applied Mathematics Letters,2005,18(3):307—312. [14] 邓汉元.一类化学图及其线图的Wiener指数[J].湖南师范大学:自然科学学报,2009,32(3):23-26. [责任编辑:谢平] Bicyclic graphs and Wiener index of their line graphs for arbitrarily large diameter SU xiao.hai (School of Mathematics and Computer Science,Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000,China) Abstract:The Wiener index of a connected graph G is the sum of distance between all unordered pairs of vertices in G,that is W(G)= d(M, ).The paper studies Wiener index of bicyclic graphs G r.1 which has arbitrarily large diameter.It proves that G r.1 meets the properties (G r.1)= (L(G r.I)),where L(G r‘1)is the line graphs of G r11. Key words: Wiener index; bicyclic graph;line graph .66・ 

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