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Graphique de roue

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Comme défini dans cet ouvrage, un graphe de roue W_n d’ordre n, parfois simplement appelé une n-roue (Harary 1994, p. 46 ; Pemmaraju et Skiena 2003, p. 248 ; Tutte 2005, p. 78), est un graphe qui contient un cycle d’ordre n-1 et pour lequel chaque sommet du graphe dans le cycle est connecté à un autre sommet du graphe appelé le moyeu. Les arêtes d’une roue qui incluent le moyeu sont appelées rayons (Skiena 1990, p. 146). La roue W_n peut être définie comme la jointure de graphes K_1+C_(n-1), où K_1 est le graphe singleton et C_n est le graphe cycle, ce qui en fait un graphe (n,1)-cône.

Notez qu’il existe deux conventions pour l’indexation des graphes roue, certains auteurs (par ex, Gallian 2007), adoptant la convention selon laquelle W_n désigne le graphe de roue sur n+1 nœuds.

Le graphe tétraédrique (c’est-à-dire K_4) est isomorphe à W_4, et W_5 est isomorphe au graphe tripartite complet K_(1,2,2). En général, le graphe n-roue est le squelette d’une (n-1)-pyramide.

W_5 est l’un des deux graphes obtenus en retirant deux arêtes du graphe pentatope K_5, l’autre étant le graphe maison X.

Les graphes-roues sont gracieux (Frucht 1979).

Le graphe à roue W_n a une dimension de graphe 2 pour n=7 (et donc est à distance unitaire) et une dimension 3 sinon (et donc pas à distance unitaire) (Erdős et al. 1965, Buckley et Harary 1988).

Tout graphe à roue est un graphe auto-duel.

Les graphes à roue peuvent être construits dans le langage Wolfram en utilisant WheelGraph. Des propriétés précalculées d’un certain nombre de graphes de roue sont disponibles via GraphData.

WheelGraphCycles4WheelGraphCycles5

Le nombre de cycles du graphe de roue W_n est donné par n^2-3n+3, ou 7, 13, 21, 31, 43, 57, …. (OEIS A002061) pour n=4, 5, ….

Dans un graphe de roue, le moyeu a un degré n-1, et les autres nœuds ont un degré 3. Les graphes de roue sont à 3 connexions. W_4=K_4, où K_4 est le graphe complet d’ordre quatre. Le nombre chromatique de W_n est

 chi(W_n)={3 for n odd; 4 for n even.
(1)

Le graphe roue W_n a un polynôme chromatique

 pi(x)=x.
(2)

.