Optimization and packings of T-joins and T-cuts

Let G be a graph and T an even cardinality subset of its vertices. We call (G,T) a graft. A T-join is a subgraph of G whose odd-degree vertices are precisely those in T, and a T-cut is a cut delta(S) where S contains an odd number of vertices of T. An interesting question from a combinatorial optimi...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Edwards, Katherine
Other Authors: Frederick Shepherd (Internal/Supervisor)
Format: Others
Language:en
Published: McGill University 2011
Subjects:
Online Access:http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=104686
Description
Summary:Let G be a graph and T an even cardinality subset of its vertices. We call (G,T) a graft. A T-join is a subgraph of G whose odd-degree vertices are precisely those in T, and a T-cut is a cut delta(S) where S contains an odd number of vertices of T. An interesting question from a combinatorial optimization perspective is that of finding optimal T-joins and T-cuts. These have applications in various places. We give an overview of several such optimization problems, as well as several algorithms for finding optimal T-joins and T-cuts from the literature.We then consider a packing problem in grafts. It is a simple observation that the number of edge-disjoint T-joins is at most the number of edges in any T-cut. However it is not known exactly when these quantities are equal. It has been conjectured by Guenin that if G is planar and all T-cuts of G have the same parity and the size of every T-cut is at least k, then G contains k edge-disjoint T-joins. The case k = 3 is equivalent to the Four Colour Theorem, and the cases k = 4, which was conjectured by Seymour, and k = 5 were proved by Guenin. Recently, the case k = 6 was settled by Dvorak, Kawarabayashi and Kral. In this thesis, we give a proof of the case k = 7. === Soit G un graphe, et T un sous-ensemble de ses sommets de cardinalité pair. Nous appelons (G,T) une greffe. Définissons par T-jointure tout sous-graphe de G dans lequel les sommets de degré impair sont précisement ceux de l'ensemble T, et par T-coupure tout coupure delta(S) où S contient un nombre impair de sommets de T. Une question intéressante en optimisation combinatoire est celle de trouver les T-jointures et T-coupures optimales. Nous donnons un aperçu de divers problèmes d'optimisation auxquels ceux-ci s'appliquent, ainsi que plusieurs algorithmes pour trouver les T-jointures et T-coupures optimales.Nous considérons ensuite un problème d'empaquetage dans les greffes. C'est une observation facile que le nombre de T-jointures arête-disjointes dans le graphe G est au maximum le nombre d'arêtes dans quelconque T-coupure. Cependant on ne sait pas exactement quand ces quantités sont égales. Il a été conjecturé par Guenin que si G est planaire, que tous les T-coupures de G ont la même parité et que et le nombre d'arêtes dans chaque T-coupure est au moins k, alors G contient k T-jointures arête-disjointes. Quand k = 3 la question est équivalente au théorème des quatre couleurs, et le cas k = 4, ce qui a été conjecturé par Seymour, et k = 5 ont été prouvés par Guenin. Récemment, le cas k = 6 a été réglé par Dvorak, Kawarabayashi et Kral. Dans cette thèse, nous donnons une preuve pour le cas k = 7.