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Formulazioni dei problemi di colorazione

Parte 2 · Formulazioni dei problemi e loro proprietà · Capitolo 11 · Dispensa, volume 2 (PDF) · Slide · Esercizi: Problemi di colorazione

Prerequisiti

Obiettivi

Al termine di questo capitolo saremo in grado di:

  • scrivere il modello PLI del problema della colorazione dei vertici e spiegare il ruolo delle variabili di attivazione \(y_c\);

  • scrivere i due rilassamenti lineari e i loro duali, e calcolarne le soluzioni ottime;

  • dimostrare che il valore ottimo dei rilassamenti lineari è \(2\) per ogni grafo con almeno uno spigolo;

  • spiegare perché questo bound è molto debole, e perché il modello non basta per colorare un grafo.

11.1 Panoramica della famiglia

  • I modelli PLI dei problemi di colorazione usano un upper bound \(k\) sul numero di colori e l'insieme \(\mathscr{C} = \{1,2,\dots,k\}\) dei colori che si possono usare.

  • Le variabili di assegnamento binarie \(x_{vc}\) danno un colore \(c \in \mathscr{C}\) a ogni vertice \(v \in V\), e le variabili di attivazione binarie \(y_c\) dicono se il colore \(c\) è usato.

  • Ogni spigolo e ogni colore danno un vincolo, che vieta lo stesso colore sui due estremi dello spigolo, e la funzione obiettivo minimizza il numero \(\sum_{c \in \mathscr{C}} y_c\) di colori usati.

I modelli di colorazione sono modelli di assegnamento, come i modelli di packing: un vertice è assegnato a un colore come un oggetto è assegnato a un contenitore, e i vincoli sugli spigoli prendono il posto dei vincoli di capacità.

  • La tabella elenca i membri della famiglia, con il nome del loro modello PLI e la sezione che lo scrive.
Problema Modello Variabili Sezione
VCP \(\mathrm{ILP}_{\mathrm{VCP}}\) binarie \(x_{vc}\) e \(y_c\) 11.2
  • Panoramica

    Panoramica della famiglia

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  • 11.2 Un modello PLI per il problema della colorazione dei vertici

    Un secondo rilassamento lineare · Errori tipici · In sintesi

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Esercizi su questo capitolo: Problemi di colorazione