
Критерій планарності Вітні — це матроїдний опис планарних графів. Критерій носить ім'я Гасслера Вітні[en][1]. Критерій стверджує, що граф планарний тоді й лише тоді, коли його графовий матроїд[en] є також кографовим (тобто є двоїстим матроїдом[en] іншого графового матроїда).
У термінах чисто теорії графів цей критерій можна сформулювати так:
|
Існують і інші критерії планарності, наприклад, теорема Понтрягіна — Куратовського.
Алгебрична двоїстість
Еквівалентна форма критерію Вітні:
|
Граф, графовий матроїд якого двоїстий графовому матроїду графа , відомий як алгебрично двоїстий граф для графа . Тоді критерій планарності Вітні можна перефразувати так:
|
Топологічна двоїстість
Якщо граф укладено в топологічну поверхню, таку як площина, так, що будь-яка грань при вкладенні є топологічним диском, то двоїстий граф вкладення визначається як граф (у деяких випадках — мультиграф) , який має вершину для кожної грані вкладення і ребро для кожної пари суміжних граней. Згідно з критерієм Вітні такі умови еквівалентні:
- поверхня, на якій існує вкладення, топологічно еквівалентна площині, сфері або проколотій площині;
- граф алгебрично двоїстий ;
- будь-який простий цикл у відповідає мінімальному перерізу в графі , і навпаки;
- будь-який простий цикл у відповідає мінімальному перерізу в графі , і навпаки;
- будь-яке кістякове дерево в відповідає доповненню кістякового дерева в графі , і навпаки[2].
Можна визначити двоїсті графи графа, вкладеного в неплоскі поверхні, такі як тор, але такі двоїсті графи, в загальному випадку, не мають відповідності з розрізами, циклами і кістяковими деревами, яку вимагає критерій Вітні.
Див. також
Примітки
- ↑ Whitney, 1932, с. 339–362.
- ↑ Tutte, 1965, с. 1–47.
Література
- Hassler Whitney. Non-separable and planar graphs // Transactions of the American Mathematical Society. — 1932. — Т. 34, вип. 2. — DOI: .
- Tutte W. T. Lectures on matroids // Journal of Research of the National Bureau of Standards. — 1965. — Т. 69B. — DOI: . Архівовано з джерела 13 березня 2017. Процитовано 22 травня 2022.. Див., зокрема, стор. 5–6 розділу 2.5 «Bon-matroid of a graph», стор. 19–20 розділу 5.6 «Graphic and co-graphic matroids» і стор. 38–47 розділу 9 «Graphic matroids»