Arc colorings and cycles in digraphs

Colorations d’arc et cycles dans les graphes orientés

Yandong Bai (1)

1 LRI - Laboratoire de Recherche en Informatique

In this thesis, we study arc colorings and cycles in digraphs. The following topics are considered: vertex-distinguishing proper arc colorings in digraphs, short cycles in digraphs with forbidden subgraphs , disjoint cycles in bipartite tournaments, cycle factors in regualr bipartite tournaments and universal arcs in tournaments. The main results are contained in five original articles published or submitted to an international journal. We introduce vertex-distinguishing proper arc colorings of digraphs. A conjecture on the vertex-distinguishing arc-chromatic number is given and some partial results are obtained. We extend a result of Razborov by proving that the Caccetta-Häggkvist conjecture is true for digraphs with certain induced forbidden subgraphs or with certain forbidden subgraphs. We show that every bipartite tournament with minimum outdegree at least qr-1 has r vertex disjoint cycles of any given possible lengths. The special case q=2 of the result verifies the bipartite tournament case of the Bermond-Thomassen conjecture. As a partial support of a conjecture on 2-cycle-factors in bipartite tournaments, we prove that every k-regular bipartite tournament B with k>2 has two complementary cycles of lengths 6 and |V(B)|-6, unless B is isomorphic to a special digraph. Besides, we show that every k-connected regular bipartite tournament has a k-cycle-factor. We also give a sufficient and necessary condition for the existence of a universal arc in a tournament and characterize all the tournaments in which every arc is universal.

Cette thèse étudie la coloration d'arcs et de cycles dans les graphes orientés. Elle se concentre sur les sujets suivants : la coloration propre d'arcs avec des sommet-distingué dans les graphes orientés, les cycles courts dans les graphes orientés avec des sous-graphes interdits, les cycles sommet-disjoints dans dans les tournois bipartis, les cycle-facteurs dans les tournois bipartis régulier et les arcs universels dans les tournois. La thèse est basée sur cinq articles originaux publiés ou présentés dans des journaux. Les principaux résultats sont les suivants. Nous introduisons la coloration propre d'arcs avec des sommet-distingué dans les graphes orientés. Nous avons proposé une conjecture sur le nombre arc-chromatique sommet-distingué et nous avons aussi donné quelque résultats partiels. Nous avons étendu un résultat de Razborov en prouvant que la conjecture de Caccetta-Häggkvist est vraie pour certains graphes orientés avec des sous-graphes interdits. Nous avons montré que chaque tournoi biparti avec degré sortant minimum au moins qr-1 contient r cycles de sommets-disjoints de toutes longueurs possibles. Le cas spécial q=2 confirme le cas du tournoi biparti de la conjecture de Bermond-Thomassen. Nous avons montré que chaque tournoi biparti k-régulier avec k>2 que l'on notera B a deux cycles complémentaires de longueurs 6 et |V(B)-6|, à moins que B soit isomorphe à un graphe spécifique, étayant ainsi une conjecture sur des 2-cycles-facteurs dans les tournois bipartis. En outre, nous montrons que tous les tournois bipartis réguliers ont un k-cycle-facteur. Nous donnons une condition nécessaire et suffisante pour l'existence d'un arc universel dans un tournoi et nous caractérisons tous les tournois où chaque arc est universel.

Mots clés: Vertex-distinguishing arc colorings; Caccetta-Häggkvist conjecture; Vertex-disjoint cycles; Cycle-factors; Universal arcs; Directed cuts

Mots clés: Coloration propre d'arcs avec des sommet-distingué; Conjecture de Caccetta-Häggkvist; Cycles sommet-disjoints; Cycle-facteurs; Arcs universel; Coupes dirigées

Domaines: Autre [cs.OH]

Yandong Bai. Arc colorings and cycles in digraphs. Other [cs.OH]. Université Paris Sud - Paris XI, 2014. English. ⟨NNT : 2014PA112356⟩. ⟨tel-01674173v2⟩