Graph enumeration and random graphs

In this thesis we use analytic combinatorics to deal with two related problems: graph enumeration and random graphs from constrained classes of graphs. We are interested in drawing a general picture of some graph families by determining, first, how many elements are there of a given possible size (g...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Ramos Garrido, Lander
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2017
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/405943
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/405943
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-107956
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística
517
id ES_2df050fa11088bef6baa4fe7cc48e670
oai_identifier_str oai:www.tdx.cat:10803/405943
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Graph enumeration and random graphs
title Graph enumeration and random graphs
spellingShingle Graph enumeration and random graphs
Ramos Garrido, Lander
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística
517
title_short Graph enumeration and random graphs
title_full Graph enumeration and random graphs
title_fullStr Graph enumeration and random graphs
title_full_unstemmed Graph enumeration and random graphs
title_sort Graph enumeration and random graphs
dc.creator.none.fl_str_mv Ramos Garrido, Lander
author Ramos Garrido, Lander
author_facet Ramos Garrido, Lander
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Noy, Marc
Universitat Politècnica de Catalunya. Facultat de Matemàtiques i Estadística
dc.subject.none.fl_str_mv Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística
517
topic Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística
517
description In this thesis we use analytic combinatorics to deal with two related problems: graph enumeration and random graphs from constrained classes of graphs. We are interested in drawing a general picture of some graph families by determining, first, how many elements are there of a given possible size (graph enumeration), and secondly, what is the typical behaviour of an element of fixed size chosen uniformly at random, when the size tends to infinity (random graphs). The problems concern graphs subject to global conditions, such as being planar and/or with restrictions on the degrees of the vertices. In Chapter 2 we analyse random planar graphs with minimum degree two and three. Using techniques from analytic combinatorics and the concepts of core and kernel of a graph, we obtain precise asymptotic estimates and analyse relevant parameters for random graphs, such as the number of edges or the size of the core, where we obtain Gaussian limit laws. More challenging is the extremal parameter equal to the size of the largest tree attached to the core. In this case we obtain a logarithmic estimate for the expected value together with a concentration result. In Chapter 3 we study the number of subgraphs isomorphic to a fixed graph in subcritical classes of graphs. We obtain Gaussian limit laws with linear expectation and variance when the fixed graph is 2-connected. The main tool is the analysis of infinite systems of equations by Drmota, Gittenberger and Morgenbesser, using the theory of compact operators. Computing the exact constants for the first estimates of the moments is in general out of reach. For the class of series-parallel graphs we are able to compute them in some particular interesting cases. In Chapter 4 we enumerate (arbitrary) graphs where the degree of every vertex belongs to a fixed subset of the natural numbers. In this case the associated generating functions are divergent and our analysis uses instead the so-called configuration model. We obtain precise asymptotic estimates for the number of graphs with given number of vertices and edges and subject to the degree restriction. Our results generalize widely previous special cases, such as d-regular graphs or graphs with minimum degree at least d.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017
2017
2017
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10803/405943
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-107956
url http://hdl.handle.net/10803/405943
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-107956
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 135 p.
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
dc.source.none.fl_str_mv TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
reponame:TDR. Tesis Doctorales en Red
instname:CBUC, CESCA
instname_str CBUC, CESCA
reponame_str TDR. Tesis Doctorales en Red
collection TDR. Tesis Doctorales en Red
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869405364939653120
spelling Graph enumeration and random graphsRamos Garrido, LanderÀrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística517In this thesis we use analytic combinatorics to deal with two related problems: graph enumeration and random graphs from constrained classes of graphs. We are interested in drawing a general picture of some graph families by determining, first, how many elements are there of a given possible size (graph enumeration), and secondly, what is the typical behaviour of an element of fixed size chosen uniformly at random, when the size tends to infinity (random graphs). The problems concern graphs subject to global conditions, such as being planar and/or with restrictions on the degrees of the vertices. In Chapter 2 we analyse random planar graphs with minimum degree two and three. Using techniques from analytic combinatorics and the concepts of core and kernel of a graph, we obtain precise asymptotic estimates and analyse relevant parameters for random graphs, such as the number of edges or the size of the core, where we obtain Gaussian limit laws. More challenging is the extremal parameter equal to the size of the largest tree attached to the core. In this case we obtain a logarithmic estimate for the expected value together with a concentration result. In Chapter 3 we study the number of subgraphs isomorphic to a fixed graph in subcritical classes of graphs. We obtain Gaussian limit laws with linear expectation and variance when the fixed graph is 2-connected. The main tool is the analysis of infinite systems of equations by Drmota, Gittenberger and Morgenbesser, using the theory of compact operators. Computing the exact constants for the first estimates of the moments is in general out of reach. For the class of series-parallel graphs we are able to compute them in some particular interesting cases. In Chapter 4 we enumerate (arbitrary) graphs where the degree of every vertex belongs to a fixed subset of the natural numbers. In this case the associated generating functions are divergent and our analysis uses instead the so-called configuration model. We obtain precise asymptotic estimates for the number of graphs with given number of vertices and edges and subject to the degree restriction. Our results generalize widely previous special cases, such as d-regular graphs or graphs with minimum degree at least d.En aquesta tesi utilitzem l'analítica combinatòria per treballar amb dos problemes relacionats: enumeració de grafs i grafs aleatoris de classes de grafs amb restriccions. En particular ens interessa esbossar un dibuix general de determinades famílies de grafs determinant, en primer lloc, quants grafs hi ha de cada mida possible (enumeració de grafs), i, en segon lloc, quin és el comportament típic d'un element de mida fixa triat a l'atzar uniformement, quan aquesta mida tendeix a infinit (grafs aleatoris). Els problemes en què treballem tracten amb grafs que satisfan condicions globals, com ara ésser planars, o bé tenir restriccions en el grau dels vèrtexs. En el Capítol 2 analitzem grafs planar aleatoris amb grau mínim dos i tres. Mitjançant tècniques de combinatòria analítica i els conceptes de nucli i kernel d'un graf, obtenim estimacions asimptòtiques precises i analitzem paràmetres rellevants de grafs aleatoris, com ara el nombre d'arestes o la mida del nucli, on obtenim lleis límit gaussianes. També treballem amb un paràmetre que suposa un repte més important: el paràmetre extremal que es correspon amb la mida de l'arbre més gran que penja del nucli. En aquest cas obtenim una estimació logarítmica per al seu valor esperat, juntament amb un resultat sobre la seva concentració. En el Capítol 3 estudiem el nombre de subgrafs isomorfs a un graf fix en classes de grafs subcrítiques. Quan el graf fix és biconnex, obtenim lleis límit gaussianes amb esperança i variància lineals. L'eina principal és l'anàlisi de sistemes infinits d'equacions donada per Drmota, Gittenberger i Morgenbesser, que utilitza la teoria d'operadors compactes. El càlcul de les constants exactes de la primera estimació dels moments en general es troba fora del nostre abast. Per a la classe de grafs sèrie-paral·lels podem calcular les constants en alguns casos particulars interessants. En el Capítol 4 enumerem grafs (arbitraris) el grau de cada vèrtex dels quals pertany a un subconjunt fix dels nombres naturals. En aquest cas les funcions generatrius associades són divergents i la nostra anàlisi utilitza l'anomenat model de configuració. El nostre resultat consisteix a obtenir estimacions asimptòtiques precises per al nombre de grafs amb un nombre de vèrtexs i arestes donat, amb la restricció dels graus. Aquest resultat generalitza àmpliament casos particulars existents, com ara grafs d-regulars, o grafs amb grau mínim com a mínim d.DOCTORAT EN MATEMÀTICA APLICADA (Pla 2012)Universitat Politècnica de CatalunyaNoy, MarcUniversitat Politècnica de Catalunya. Facultat de Matemàtiques i Estadística201720172017info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion135 p.application/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10803/405943https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-107956TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésL'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/4059432026-06-14T12:46:07Z
score 15,300719

Similares en LA Referencia