Computational Complexity in Graph Theory

Abstract

Title: Computational Complexity in Graph Theory Author: Eva Jelínková Department: Department of Applied Mathematics Supervisor: Prof. RNDr. Jan Kratochvíl, CSc., Department of Applied Mathematics Abstract: We address problems from graph theory, especially from the computational complexity point of view. In the first part of the thesis we address the computational complexity of problems related to Seidel's switch- ing of graphs. We prove that the problem to decide if a given graph can be switched to contain at most a given number of edges is NP-complete, even for graphs with bounded density. We thus partially answer a question of Matoušek and Wagner [Discrete Comput. Geom. 52, no. 1, 2014]. We also describe infinitely many graphs H such that it is NP-complete to decide if a given graph is switching-equivalent to a graph that does not contain H as an induced subgraph. We thus close an open problem of Kratochvíl, Nešetřil and Zýka [Annals of Discrete Math. 51, 1992]. In the second part of the thesis we address the topic of matchings under preferences. We focus on the housing market problem, in particular, on the model with duplicate houses. We present a 2-approximation algorithm for the maximum number of satisfied agents when the preference lists of agents are trichotomic. On the other hand, we...

Název práce: Výpočetní složitost v teorii grafů Autor: Eva Jelínková Katedra: Katedra Aplikované Matematiky Vedoucí disertační práce: Prof. RNDr. Jan Kratochvíl, CSc., Katedra Aplikované Matematiky Abstrakt: Zabýváme se problémy teorie grafů, zejména z hlediska výpočetní složitosti. V první části práce se věnujeme výpočetní složitosti problémů sou- visejících se Seidelovým přepnutím grafů. Uvažujeme rozhodující problém, zda daný graf lze přepnout tak, aby obsahoval nejvýše daný počet hran. Dokážeme, že tento problém je NP-úplný, dokonce i pro grafy s omezenou hustotou. Částečně tak odpovídáme na otázku Matouška a Wagnera [Dis- crete Comput. Geom. 52, no. 1, 2014]. Popisujeme také nekonečně mnoho grafů H, pro které je NP-těžké rozhodnout, zda pro daný graf existuje graf, který je s ním ekvivalentní v přepnutí, a zároveň neobsahuje H jako induko- vaný podgraf. Tímto řešíme otevřený problém Kratochvíla, Nešetřila a Zýky [Annals of Discrete Math. 51, 1992]. Ve druhé části práce se zabýváme tématem párování s preferencemi. Zaměřujeme se na problém trhu s domy, konkrétně na model s duplicitními domy. Popisujeme 2-aproximační algoritmus pro maximální počet spoko- jených agentů v případě,...