维纳极性指数图<我nl在e-formula>
G
,通常用<我nl在e-formula>
W
p
G
,被定义为无序对顶点的<我nl在e-formula>
G
在距离3。树的顶点度至少3称为分支顶点。树的一个环节<我nl在e-formula>
T
是一个重要的路径<我nl在e-formula>
年代
的end-vertices度不同于2<我nl在e-formula>
T
和其他的顶点(如果存在)<我nl在e-formula>
年代
有学位2<我nl在e-formula>
T
。在这个报告中,最好的可能的维纳极性指数大幅下界<我nl在e-formula>
W
p
派生的树木固定秩序和与给定数量的分支顶点或段,和所有的树实现这个下界为特征。
维纳极性指数<我nl在e-formula>
W
p
是最古老的拓扑指数之一,于1947年提出了化学家哈罗德·维纳(
5),预测石蜡的沸点。该指数<我nl在e-formula>
W
p
对于一个图<我nl在e-formula>
G
被定义为无序对这些顶点的数量吗<我nl在e-formula>
G
在距离3。在过去的二十年中,<我nl在e-formula>
W
p
吸引了研究人员的关注;例如,看到调查[
6,
7),论文(
8- - - - - -
25),以及相关的引用。
进一步之前,先让我们回忆起一些定义和符号。所有的图表认为这个注意是简单的和有限的。让<我nl在e-formula>
G
是一个图的顶点集<我nl在e-formula>
V
G
和边的集合<我nl在e-formula>
E
G
。一个顶点的度<我nl在e-formula>
u
∈
V
G
用<我nl在e-formula>
d
u
G
(或通过<我nl在e-formula>
d
u
如果考虑图很清楚)。图中顶点的数量被称为它的秩序。图的顺序<我nl在e-formula>
n
被称为一个<我nl在e-formula>
n
顶点图。一个顶点的度1<我t一个l我c>
悬而未决的顶点我t一个l我c>,而一个大于2度的顶点称为<我t一个l我c>
分支点我t一个l我c>。让<我nl在e-formula>
N
G
u
(或<我nl在e-formula>
N
u
所有的顶点的集合<我nl在e-formula>
G
相邻的顶点<我nl在e-formula>
u
∈
V
G
。像往常一样,我们表示<我nl在e-formula>
P
n
和<我nl在e-formula>
年代
n
明星图的路径和顺序<我nl在e-formula>
n
,分别。一个<我t一个l我c>
段我t一个l我c>
年代树<我nl在e-formula>
T
是一个非凡的路径(路径长度至少1)<我nl在e-formula>
T
随着房地产的end-vertices<我nl在e-formula>
年代
度不同的从2吗<我nl在e-formula>
T
和其他的顶点(如果存在)<我nl在e-formula>
年代
度2。一个树<我nl在e-formula>
年代
T
被称为<我t一个l我c>
星形的树我t一个l我c>(或<我t一个l我c>
广义的明星我t一个l我c>)如果它包含一个分支点(我们称之为中央的顶点<我nl在e-formula>
年代
T
)。一个路径<我nl在e-formula>
P
=
v
0
,
v
1
,
…
,
v
k
在树上<我nl在e-formula>
T
被称为<我t一个l我c>
悬而未决的路径我t一个l我c>(<我t一个l我c>
内部道路我t一个l我c>长度,分别)<我nl在e-formula>
k
如果两个顶点之一<我nl在e-formula>
v
0
,<我nl在e-formula>
v
k
是下垂的,另一个是分支(顶点吗<我nl在e-formula>
v
0
和<我nl在e-formula>
v
k
分别分支)和<我nl在e-formula>
d
v
我
=
2
如果<我nl在e-formula>
1
≤
我
≤
k
−
1
。(化学)图的符号和术语理论中定义不注意可以在[
1,
26- - - - - -
28]。
通过使用维纳极性指数的定义,Lukovits和Linert
29日]证明了量化组织性能关系的一系列非循环和cycle-containing碳氢化合物。相当大的工作已经完成,但是,在描述最大化或最小化的树木<我nl在e-formula>
W
p
在各种附加条件:例如,给定的顺序(
15),学位序列(
30.,
31日),直径(
32),和悬而未决的顶点
33,
34]。Shafique和阿里
35给了一些树的结构属性与给定数量的固定顺序和段或分支顶点最大/最小<我nl在e-formula>
W
p
价值。在这里,在这个报告中,我们特别感兴趣扩展本文获得的结果(
35]。
杜et al。
15)表明,<我nl在e-formula>
W
p
树<我nl在e-formula>
T
可以写成
(1)
W
p
T
=
∑
u
v
∈
E
T
d
u
−
1
d
v
−
1
,
在哪里<我nl在e-formula>
u
v
是连接顶点的边缘<我nl在e-formula>
u
,
v
∈
V
T
。在这里,重要的是要注意这一点<我nl在e-formula>
W
p
恰逢减少第二萨格勒布指数(
35- - - - - -
37),对树木的情况下。
固定的整数<我nl在e-formula>
n
和<我nl在e-formula>
年代
,表示<我nl在e-formula>
年代
T
n
,
年代
和<我nl在e-formula>
T
n
,
b
所有的类<我nl在e-formula>
n
顶点树<我nl在e-formula>
年代
段和<我nl在e-formula>
b
分支点,分别<我nl在e-formula>
1
≤
年代
≤
n
−
1
和<我nl在e-formula>
1
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。在这个报告中,我们描述所有的树达到最小值<我nl在e-formula>
W
p
从每个两类<我nl在e-formula>
年代
T
n
,
年代
和<我nl在e-formula>
T
n
,
b
因此提供问题的解决方案,开在
35),关于最低<我nl在e-formula>
W
p
价值。
让<我nl在e-formula>
T
′
从树上<我nl在e-formula>
T
后应用转换,这样<我nl在e-formula>
V
T
=
V
T
′
。在这个注意,每当我们考虑这种树木,<我nl在e-formula>
d
v
和<我nl在e-formula>
N
v
我们指的是学历和邻居,分别的顶点<我nl在e-formula>
v
∈
V
T
=
V
T
′
在<我nl在e-formula>
T
。
年代ec>
2。锋利的上下界维纳极性指数< inline-formula > < mml:数学xmlns: mml = " http://www.w3.org/1998/Math/MathML " id = " M75 " > < mml: mi > n < / mml: mi > < / mml:数学> < / inline-formula >顶点树与固定数量的部分
请注意,<我nl在e-formula>
年代
T
n
,
1
只包含路径图<我nl在e-formula>
P
n
,<我nl在e-formula>
年代
T
n
,
2
是空的。因此,我们在这个报告中进行假设<我nl在e-formula>
3
≤
年代
≤
n
−
1
。表示由<我nl在e-formula>
年代
年代
n
∈
年代
T
n
,
年代
星形的树与<我nl在e-formula>
年代
−
1
悬而未决的路径长度(见图1
1)。让<我nl在e-formula>
年代
T
n
,
年代
∗
⊂
年代
T
n
,
年代
是类的<我nl在e-formula>
n
一个内部路径和顶点树<我nl在e-formula>
年代
−
1
悬而未决的路径的长度是1。树(s)有最低维纳极性指数在所有类的成员<我nl在e-formula>
年代
T
n
,
年代
,我们首先证明一些前题。
3所示。锋利的上下界维纳极性指数< inline-formula > < mml:数学xmlns: mml = " http://www.w3.org/1998/Math/MathML " id = " M205 " > < mml: mi > n < / mml: mi > < / mml:数学> < / inline-formula >顶点树顶点与给定数量的分支
回想一下,<我nl在e-formula>
T
n
,
b
类的吗<我nl在e-formula>
n
顶点树<我nl在e-formula>
b
分支点,<我nl在e-formula>
1
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。为<我nl在e-formula>
b
=
1
,明星图<我nl在e-formula>
年代
n
达到最低<我nl在e-formula>
W
p
价值(见[
36])。因此,在本节中,我们假设<我nl在e-formula>
2
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。请注意,引理
3可能是完全类似的方法证明引理的吗
2。
让<我nl在e-formula>
b
和<我nl在e-formula>
n
是正整数,这样<我nl在e-formula>
2
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。如果<我nl在e-formula>
T
∈
T
n
,
b
树有最低吗<我nl在e-formula>
W
p
值的所有成员之一<我nl在e-formula>
T
n
,
b
的,那么每一个悬而未决的路径<我nl在e-formula>
T
长度是1。
让<我nl在e-formula>
x
我
,
j
在一棵树边的数量<我nl在e-formula>
T
连接顶点的度<我nl在e-formula>
我
和<我nl在e-formula>
j
。
年代t一个tement>
引理4。
让<我nl在e-formula>
b
和<我nl在e-formula>
n
是正整数,这样<我nl在e-formula>
2
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。如果<我nl在e-formula>
T
∈
T
n
,
b
树有最低吗<我nl在e-formula>
W
p
值的所有成员之一<我nl在e-formula>
T
n
,
b
和<我nl在e-formula>
x
我
,
1
≠
0
对于一些<我nl在e-formula>
我
≥
4
,然后<我nl在e-formula>
T
不包含任何两个相邻分支顶点。
年代t一个tement>
证明。
相反,假设<我nl在e-formula>
w
,
z
∈
V
T
是一对相邻分支顶点,让<我nl在e-formula>
v
∈
V
T
是一个悬而未决的顶点相邻的顶点<我nl在e-formula>
u
∈
V
T
的学位至少4。请注意,<我nl在e-formula>
u
可以配合的顶点<我nl在e-formula>
w
和<我nl在e-formula>
z
。如果<我nl在e-formula>
T
′
=
T
−
v
u
,
w
z
+
w
v
,
v
z
,那么它可以观察到<我nl在e-formula>
T
′
∈
T
n
,
b
,我们有
(5)
W
p
T
−
W
p
T
′
=
∑
x
∈
N
u
,
x
≠
v
d
x
−
1
+
d
w
d
z
−
2
d
w
−
2
d
z
+
3
,
这是积极的,因为函数<我nl在e-formula>
f
一个
,
b
=
一个
b
−
2
一个
−
2
b
+
3
严格增加两个吗<我nl在e-formula>
一个
和<我nl在e-formula>
b
在哪里<我nl在e-formula>
一个
,
b
∈
3
,
∞
。因此,我们来到了一个矛盾的选择<我nl在e-formula>
T
。
年代t一个tement>
引理5。
让<我nl在e-formula>
b
和<我nl在e-formula>
n
是正整数,这样<我nl在e-formula>
2
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。如果<我nl在e-formula>
T
∈
T
n
,
b
是一个和最小树吗<我nl在e-formula>
W
p
在树林里从<我nl在e-formula>
T
n
,
b
,这样<我nl在e-formula>
u
v
∈
E
T
与<我nl在e-formula>
d
u
=
1
和<我nl在e-formula>
d
v
≥
4
,然后是一个树<我nl在e-formula>
T
′
∈
T
n
,
b
可以获得<我nl在e-formula>
T
作为<我nl在e-formula>
T
′
=
T
−
v
w
+
u
w
,在那里<我nl在e-formula>
w
是nonpendent的邻居<我nl在e-formula>
v
,这样<我nl在e-formula>
W
p
T
≥
W
p
T
′
。
年代t一个tement>
证明。
它,因为它很容易看到<我nl在e-formula>
T
′
∈
T
n
,
b
。同样,使用的事实<我nl在e-formula>
d
w
≥
2
和<我nl在e-formula>
d
v
≥
4
,我们有
(6)
W
p
T
−
W
p
T
′
=
d
v
−
1
d
w
−
1
+
d
v
−
1
∑
z
∈
N
v
,
z
≠
u
,
z
≠
w
d
z
−
1
−
d
w
−
1
−
d
v
−
2
−
d
v
−
2
∑
z
∈
N
v
,
z
≠
u
,
z
≠
w
d
z
−
1
=
d
v
d
w
−
2
d
v
−
2
d
w
+
4
+
∑
z
∈
N
v
,
z
≠
u
,
z
≠
w
d
z
−
1
≥
0
,
这意味着<我nl在e-formula>
W
p
T
≥
W
p
T
′
。
年代t一个tement>
引理6。
让<我nl在e-formula>
b
和<我nl在e-formula>
n
是正整数,这样<我nl在e-formula>
2
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。如果<我nl在e-formula>
T
∈
T
n
,
b
树有最低吗<我nl在e-formula>
W
p
值的所有成员之一<我nl在e-formula>
T
n
,
b
,然后每个顶点的度大于3<我nl在e-formula>
T
正好有一个nonpendent邻居。
年代t一个tement>
证明。
我们相反假设顶点<我nl在e-formula>
u
∈
V
T
,<我nl在e-formula>
N
u
=
u
1
,
u
2
,
…
,
u
问
,
u
问
+
1
,
…
,
u
t
,至少有两个nonpendent邻居<我nl在e-formula>
t
≥
4
。我们考虑以下情况:
年代t一个tement>
案例1。
顶点<我nl在e-formula>
u
至少有一个悬而未决的邻居。
不失一般性,我们假设<我nl在e-formula>
d
u
我
=
1
为<我nl在e-formula>
1
≤
我
≤
问
和<我nl在e-formula>
d
u
j
=
d
j
≥
2
为<我nl在e-formula>
问
+
1
≤
j
≤
t
。然后,<我nl在e-formula>
t
−
问
≥
2
因为<我nl在e-formula>
u
至少有两个nonpendent邻居。引理
4确保<我nl在e-formula>
d
j
=
2
对于每一个<我nl在e-formula>
j
令人满意的<我nl在e-formula>
问
+
1
≤
j
≤
t
。如果<我nl在e-formula>
T
′
=
T
−
u
u
t
+
u
t
u
1
,然后<我nl在e-formula>
T
′
∈
T
n
,
b
因此,因为事实<我nl在e-formula>
t
−
问
≥
2
,我们有
(7)
W
p
T
−
W
p
T
′
=
t
−
问
−
1
>
0
,
这是一个矛盾。
年代t一个tement>
例2。
顶点<我nl在e-formula>
u
nonpendent邻居。
在这种情况下,我们有<我nl在e-formula>
d
u
我
≥
2
对于每一个<我nl在e-formula>
我
令人满意的<我nl在e-formula>
1
≤
我
≤
t
。在这里,前题
3- - - - - -
5确保有一个悬而未决的顶点<我nl在e-formula>
v
∈
V
T
让你的邻居<我nl在e-formula>
w
这样<我nl在e-formula>
d
w
=
3
为<我nl在e-formula>
d
u
我
≥
2
,在那里<我nl在e-formula>
1
≤
我
≤
t
。让<我nl在e-formula>
u
1
是你的邻居<我nl在e-formula>
u
独特的谎言<我nl在e-formula>
v
- - - - - -<我nl在e-formula>
u
路径。如果<我nl在e-formula>
T
′
=
T
−
u
u
t
+
v
u
t
,然后<我nl在e-formula>
T
′
∈
T
n
,
b
,我们有
(8)
W
p
T
−
W
p
T
′
=
∑
x
∈
N
u
,
x
≠
u
t
d
x
−
1
+
d
u
−
2
d
u
t
−
1
−
2
>
0
,
这又是一个矛盾的选择吗<我nl在e-formula>
T
。
年代t一个tement>
定理2。
让<我nl在e-formula>
b
和<我nl在e-formula>
n
是正整数,这样<我nl在e-formula>
2
≤
b
≤
n
/
2
−
1
。如果<我nl在e-formula>
T
∈
T
n
,
b
,然后
(9)
W
P
T
≥
n
+
b
−
5
,
2
≤
b
<
n
−
1
3
,
4
b
−
4
,
n
−
1
3
≤
b
≤
n
2
−
1
,
和,等号成立当且仅当<我nl在e-formula>
T
∈
T
1
∗
,因为<我nl在e-formula>
2
≤
b
<
n
−
1
/
3
,在那里<我nl在e-formula>
T
1
∗
=
T
:<我nl在e-formula>
T
树的每个顶点与学位<我nl在e-formula>
≥
4
正好有一个nonpendent邻居和每个内部路径长度至少2},然后呢<我nl在e-formula>
T
∈
T
2
∗
,因为<我nl在e-formula>
n
−
1
/
3
≤
b
≤
n
/
2
−
1
,在那里<我nl在e-formula>
T
2
∗
序列是一个类的树木与学位<我nl在e-formula>
3,3
,
…
,
3
︸
b
,
2、2
,
…
,
2
︸
n
−
2
b
−
2
,
1,- 1
,
…
,
1
︸
b
+
2
这样每一个悬而未决的顶点<我nl在e-formula>
T
∈
T
2
∗
只是一些分支顶点相邻。
年代t一个tement>
证明。
表示由<我nl在e-formula>
N
我
顶点的度的数量<我nl在e-formula>
我
在一个图<我nl在e-formula>
G
。让<我nl在e-formula>
T
是一个最小化的树<我nl在e-formula>
W
p
在类<我nl在e-formula>
T
n
,
b
。引理
3和引理
4得出结论,无论何时<我nl在e-formula>
n
−
1
/
3
≤
b
≤
n
/
2
−
1
,每个分支的顶点<我nl在e-formula>
T
学位3这样的顶点度2相邻顶点的度之间放置3这样不相邻的两个顶点的度2如果有相邻顶点的度3。注意,对<我nl在e-formula>
n
−
1
/
3
≤
b
≤
n
/
2
−
1
,我们有<我nl在e-formula>
N
3
=
b
,<我nl在e-formula>
N
1
=
b
+
2
和<我nl在e-formula>
N
2
=
n
−
2
b
−
2
。因此,<我nl在e-formula>
W
p
T
=
4
b
−
4
。
现在,前题
3- - - - - -
6得出结论:每一个内部路径都有至少2的长度。此外,引理
5确保获得最小的图<我nl在e-formula>
T
,我们必须插入顶点的度2之间的任意顶点的度2和3度的顶点,或我们必须添加一个星形的悬而未决的顶点,这样每个顶点与学位<我nl在e-formula>
≥
4
正好有一个nonpendent邻居呢<我nl在e-formula>
T
≅
T
1
∗
。因此,<我nl在e-formula>
W
p
T
=
n
+
b
−
5
,因为<我nl在e-formula>
2
≤
b
<
n
−
1
/
3
,完成了证明。