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グラフの生成定理を用いた効率的なグラフ列挙アルゴリズムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K14583
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分12030:数学基礎関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

松本 直己  慶應義塾大学, デジタルメディア・コンテンツ統合研究センター(日吉), 特任助教 (50747243)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードグラフ理論 / 生成定理 / 局所変形 / アルゴリズム / 三角形分割 / 局所連結グラフ / facial achromatic number / 偶三角形分割 / 組合せゲーム / グラフ彩色 / 既約グラフ / 列挙アルゴリズム
研究開始時の研究の概要

グラフの族に対し,「その族に含まれる有限個のグラフから,ある変形操作を繰り返し適用することによって,その族内の任意のグラフが得られる」という形の命題のことをグラフの生成定理と呼び,これまでに様々なグラフの族に対して,多くのバリエーションが研究されてきた.一方で,生成定理はグラフ列挙という観点で見たとき,1つのグラフを生成する過程が無数に存在し,多くの無駄を含む.その結果,上記の生成定理は,実用的に考えると一般には使い物にならない.したがって,本研究では,生成定理のバリエーションを増やすだけではなく,各過程でオペレーションの優先度を考慮した生成定理の創成を目指す.

研究成果の概要

本研究では,新たなグラフクラスにおける生成定理の創成およびその応用を中心に研究を行った.これまでに三角形分割と呼ばれるグラフクラスにおいて,様々な条件を満たす三角形分割の生成定理が創成されてきた.本研究課題では,これまでに知られていなかった新しい性質を満たす三角形分割の生成定理を創成することに成功した.また,その得られた生成定理を応用し,二つの三角形分割に特定の局所変形を繰り返し適用することによって同型に出来ることも示した.加えて,これまでに知られていた生成定理を応用し,グラフの不変量などの研究も行い,多くの成果を挙げた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回,新しいグラフクラスの生成定理の創成と生成定理の応用を中心に多くの研究成果を得た.グラフの生成定理は単なるグラフの生成手法としてだけでなく,生成定理を逆に用いることで,ある命題を証明するための数学的帰納法の道具となり,素朴にグラフ構造を記述する方法を超越し,非常に強力な手段となる.実際,今回新しく得られた生成定理も局所変形による同値性を示すために応用されている.今回得られた生成定理および生成定理の応用によって,新しい研究視点や多くの興味深い定理が得られ,グラフ理論の研究に貢献できたといえる.

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Achromatic number and facial achromatic number of connected locally-connected graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Naoki、Ohno Yumiko
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 302 ページ: 34-41

    • DOI

      10.1016/j.dam.2021.05.024

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadrangulations of a Polygon with Spirality2021

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Fumiya、Matsumoto Naoki、Nakamoto Atsuhiro
    • 雑誌名

      Graphs and Combinatorics

      巻: 37 号: 5 ページ: 1905-1912

    • DOI

      10.1007/s00373-021-02346-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Game edge-connectivity of graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Naoki、Nakamigawa Tomoki
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 298 ページ: 155-164

    • DOI

      10.1016/j.dam.2021.04.005

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The chromatic number of triangle-free and broom-free graphs in terms of the number of vertices2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Naoki、Tanaka Minako
    • 雑誌名

      Aequationes mathematicae

      巻: 95 号: 2 ページ: 319-328

    • DOI

      10.1007/s00010-020-00760-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Convex grabbing game of the point set on the plane2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsumoto,Tomoki Nakamigawa,Tadashi Sakuma
    • 雑誌名

      Graphs and Combinatorics

      巻: 36 ページ: 51-62

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facial achromatic number of triangulations on the sphere2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsumoto,Yumiko Ohno
    • 雑誌名

      Discrete Mathematics

      巻: 343 号: 2 ページ: 111651-111651

    • DOI

      10.1016/j.disc.2019.111651

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The difference between game chromatic number and chromatic number of graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsumoto
    • 雑誌名

      Information Processing Letters

      巻: 151 ページ: 105835-105835

    • DOI

      10.1016/j.ipl.2019.105835

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Triangles in uniquely 3-colorable graphs on surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsumoto
    • 雑誌名

      The Australasian Journal of Combinatorics

      巻: 75 ページ: 17-31

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Uniquely 3-Colorable Plane Graphs without Adjacent Faces of Prescribed Degrees2019

    • 著者名/発表者名
      Zepeng Li,Naoki Matsumoto,Enqiang Zhu,Jin Xu,Tommy Jensen
    • 雑誌名

      Mathematics

      巻: 7 号: 9 ページ: 793-793

    • DOI

      10.3390/math7090793

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Chromatic number of triangle-free and broom-free graphs in terms of their order2022

    • 著者名/発表者名
      松本直己
    • 学会等名
      日本数学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] グラフの連結度に関するゲーム的不変量2022

    • 著者名/発表者名
      松本直己
    • 学会等名
      RIMS共同研究(グループ型A)「グラフの局所構造の制限が与える不変量への影響」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 向き付け可能閉曲面上の三角形分割の被覆時間について2021

    • 著者名/発表者名
      松本直己
    • 学会等名
      第33回位相幾何学的グラフ理論研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 3-染色的三角形分割上の帰還ゲームについて2020

    • 著者名/発表者名
      松本直己
    • 学会等名
      第32回位相幾何学的グラフ理論研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 曲面上の三角形分割における Bichromatic coloring game2019

    • 著者名/発表者名
      松本 直己
    • 学会等名
      第31回位相幾何学的グラフ理論研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフ上の組合せゲーム2019

    • 著者名/発表者名
      松本 直己
    • 学会等名
      日本数学会2019年度秋季総合分科会 特別セッション「ゲームと数理」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Graph grabbing gameにおける禁止部分グラフ条件2019

    • 著者名/発表者名
      松本 直己
    • 学会等名
      離散数学とその応用研究集会2019(JCCA2019, SGT8)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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