Search results for: applied mathematics
-
A note on total reinforcement in graphs
PublicationIn this note we prove a conjecture and inprove some results presendet in a recent paper of N. Sridharan, M.D. Elias, V.S.A. Subramanian, Total reinforcement number of a graph, AKCE Int. J. Graphs Comb. 4 (2) (2007) 197-202.
-
On the size of identifying codes in triangle-free graphs
PublicationIn an undirected graph G, a subset C⊆V(G) such that C is a dominating set of G, and each vertex in V(G) is dominated by a distinct subset of vertices from C, is called an identifying code of G. The concept of identifying codes was introduced by Karpovsky, Chakrabarty and Levitin in 1998. For a given identifiable graph G, let gammaID(G) be the minimum cardinality of an identifying code in G. In this paper, we show that for any connected...
-
Boundary vlue problems for difference equations with causal operators
PublicationPraca dotyczy problemów brzegowych dla równań różnicowych.Podano warunki dostateczne na istnienie ekstremalnych rozwiązań stosując metodę iteracji monotonicznych.
-
First-order advanced difference equations
PublicationBadano istnienie rozwiązań równań różnicowych rzędu pierwszego z wyprzedzonymi argumentami. Podano warunki na istnienie jedynego rozwiązania. Przedmiotem badań były też nierówności różnicowe związane z w/w równaniami różnicowymi. Otrzymane wyniki zilustrowano na przykładzie.
-
A note on the weakly convex and convex domination numbers of a torus
PublicationW pracy określone są liczby liczby dominowania i dominowania wypukłego torusów, czyli iloczynów kartezjańskich dwóch cykli.
-
A new approach to numerical solution of fixed-point problems and its application to delay differential equations
PublicationW pracy rozpatruje się pewne aproksymacje punktu stałego ciągłego operatora A odwzorowującego przestrzeń metryczną w siebie. Wspomniany punkt stały przybliża się tzw. epsilon przybliżonym punktem stałym z przestrzeni skończenie wymiarowej. Udowodnione zostało twierdzenie dające warunki konieczne i dostateczne istnienia punktu stałego w ogólnej przestrzeni metrycznej. Warunki te wyrażone są w terminach epsilon przybliżonego punktu...
-
Easy and hard instances of arc ranking in directed graphs
PublicationArtykuł dotyczy uporządkowanego kolorowania łuków grafów skierowanych. Problem polega na takim przyporządkowaniu liczb łukom digrafu, aby każda skierowana ścieżka łącząca dwa łuki o tej samej liczbie (kolorze) zawierała łuk o kolorze wyższym. Praca podaje liniowy optymalny algorytm dla pewnego szczególnego przypadku, oraz zawiera dowód, iż problem ten jest obliczeniowo trudny dla 3-dzielnych acyklicznych digrafów i stałej liczby...
-
On differential-algebraic problems
PublicationW pracy podano warunki dostateczne na istnienie ekstremalnych lubkwazi rozwiązań dla problemów różniczkowo-algebraicznych z nieliniowymi warunkami brzegowymi. Problem istnienia jednego rozwiązania w/w zagadnień był również dyskutowany.
-
Positive solutions of three-point boundary value problems for second order impulsive differential equations with advanced arguments
PublicationW pracy dyskutowano problem istnienia dodatnich rozwiązań dla równań różniczkowych z impulsami rzędu drugiego i z argumentami typu wyprzedzonego. Podano warunki dostateczne na istnienie jednego lub dwóch rozwiązań dodatnich takich zagadnień.
-
On the super domination number of lexicographic product graphs
PublicationThe neighbourhood of a vertexvof a graphGis the setN(v) of all verticesadjacent tovinG. ForD⊆V(G) we defineD=V(G)\D. A setD⊆V(G) is called a super dominating set if for every vertexu∈D, there existsv∈Dsuch thatN(v)∩D={u}. The super domination number ofGis theminimum cardinality among all super dominating sets inG. In this article weobtain closed formulas and tight bounds for the super dominating number oflexicographic product...
-
Weakly connected Roman domination in graphs
PublicationA Roman dominating function on a graph G=(V,E) is defined to be a function f :V → {0,1,2} satisfying the condition that every vertex u for which f(u) = 0 is adjacent to at least one vertex v for which f(v)=2. A dominating set D⊆V is a weakly connected dominating set of G if the graph (V,E∩(D×V)) is connected. We define a weakly connected Roman dominating function on a graph G to be a Roman dominating function such that the set...
-
Equitable coloring of hypergraphs
PublicationA hypergraph is equitablyk-colorable if its vertices can be partitioned into k sets/colorclasses in such a way that monochromatic edges are avoided and the number of verticesin any two color classes differs by at most one. We prove that the problem of equitable 2-coloring of hypergraphs is NP-complete even for 3-uniform hyperstars. Finally, we apply the method of dynamic programming for designing a polynomial-time algorithm to...
-
Global edge alliances in graphs
PublicationIn the paper we introduce and study a new problem of finding a minimum global edge alliance in a graph which is related to the global defensive alliance (Haynes et al., 2013; Hedetniemi, 2004) and the global defensive set (Lewoń et al., 2016). We proved the NP-completeness of the global edge alliance problem for subcubic graphs and we constructed polynomial time algorithms for trees. We found the exact values of the size of the...
-
Tight bounds on the complexity of semi-equitable coloring of cubic and subcubic graphs
PublicationWe consider the complexity of semi-equitable k-coloring, k>3, of the vertices of a cubic or subcubic graph G. In particular, we show that, given a n-vertex subcubic graph G, it is NP-complete to obtain a semi-equitable k-coloring of G whose non-equitable color class is of size s if s>n/3, and it is polynomially solvable if s, n/3.
-
Diffusion process modeling by using fractional-order models
Publication -
Scheduling of unit-length jobs with cubic incompatibility graphs on three uniform machines
PublicationWe consider the problem of scheduling n identical jobs on 3 uniform machines with speeds s1, s2, and s3 to minimize the schedule length. We assume that jobs are subject to some kind of mutual exclusion constraints, modeled by a cubic incompatibility graph. We how that if the graph is 2-chromatic then the problem can be solved in O(n^2) time. If the graph is 3-chromatic, the problem becomes NP-hard even if s1>s2=s3.
-
Mathematical analysis of a generalised p53-Mdm2 protein gene expression model
PublicationWe propose the generalisation of the p53-Mdm2 protein gene expression model introduced by Monk (2003). We investigate the stability of a unique positive steady state and formulate conditions which guarantee the occurrence of the Hopf bifurcation. We show that oscillatory behaviour can be caused not only by time lag in protein transcription process, but also can be present in the model without time delay. Moreover, we investigate...
-
Bondage number of grid graphs
PublicationThe bondage number b(G) of a nonempty graph G is the cardinality of a smallest set of edges whose removal from G results in a graph with domination number greater than the domination number of G. Here we study the bondage number of some grid-like graphs. In this sense, we obtain some bounds or exact values of the bondage number of some strong product and direct product of two paths.
-
On the partition dimension of trees
PublicationGiven an ordered partition Π={P1,P2,…,Pt} of the vertex set V of a connected graph G=(V,E), the partition representation of a vertex v∈V with respect to the partition Π is the vector r(v|Π)=(d(v,P1),d(v,P2),…,d(v,Pt)), where d(v,Pi) represents the distance between the vertex vv and the set Pi. A partition Π of V is a resolving partition of G if different vertices of G have different partition representations, i.e., for every...
-
Fractional problems with advanced arguments
PublicationThis paper concerns boundary fractional differential problems with advanced arguments. We investigate the existence of initial value problems when the initial point is given at the end point of an interval. Nonhomogeneous linear fractional differential equations are also studied. The existence of solutions for fractional differential equations with advanced arguments and with boundary value problems has been investigated by using...
-
Positive solutions to fractional differential equations involving Stieltjes integral conditions
PublicationIn this paper, we investigate nonlocal boundary value problems for fractional differential equations with dependence on the first-order derivatives and deviating arguments. Sufficient conditions which guarantee the existence of at least three positive solutions are new and obtained by using the Avery–Peterson theorem. We discuss problems (1) and (2) when argument b can change the character on [0, 1], so in some subinterval I of...
-
Monotone iterative method for first-order differential equations at resonance
PublicationThis paper concerns the application of the monotone iterative technique for first-order differential equations involving Stieltjes integrals conditions. We discuss such problems at resonance when the measure in the Stieltjes integral is positive and also when this measure changes the sign. Sufficient conditions which guarantee the existence of extremal, unique and quasi-solutions are given. Three examples illustrate the results.
-
The computational complexity of the backbone coloring problem for planar graphs with connected backbones
PublicationIn the paper we study the computational complexity of the backbone coloring problem for planar graphs with connected backbones. For every possible value of integer parameters λ≥2 and k≥1 we show that the following problem: Instance: A simple planar graph GG, its connected spanning subgraph (backbone) HH. Question: Is there a λ-backbone coloring c of G with backbone H such that maxc(V(G))≤k? is either NP-complete or polynomially...
-
Interval incidence coloring of bipartite graphs
PublicationIn this paper we study the problem of interval incidence coloring of bipartite graphs. We show the upper bound for interval incidence coloring number (χii) for bipartite graphs χii≤2Δ, and we prove that χii=2Δ holds for regular bipartite graphs. We solve this problem for subcubic bipartite graphs, i.e. we fully characterize the subcubic graphs that admit 4, 5 or 6 coloring, and we construct a linear time exact algorithm for subcubic...
-
Interval incidence graph coloring
PublicationIn this paper we introduce a concept of interval incidence coloring of graphs and survey its general properties including lower and upper bounds on the number of colors. Our main focus is to determine the exact value of the interval incidence coloring number χii for selected classes of graphs, i.e. paths, cycles, stars, wheels, fans, necklaces, complete graphs and complete k-partite graphs. We also study the complexity of the...
-
Asymptotic numerical solver for the linear Klein–Gordon equation with space- and time-dependent mass
Publication -
Chromatic cost coloring of weighted bipartite graphs
PublicationGiven a graph G and a sequence of color costs C, the Cost Coloring optimization problem consists in finding a coloring of G with the smallest total cost with respect to C. We present an analysis of this problem with respect to weighted bipartite graphs. We specify for which finite sequences of color costs the problem is NP-hard and we present an exact polynomial algorithm for the other finite sequences. These results are then extended...
-
Edge coloring of graphs of signed class 1 and 2
PublicationRecently, Behr (2020) introduced a notion of the chromatic index of signed graphs and proved that for every signed graph (G, σ) it holds that ∆(G) ≤ χ′(G,σ) ≤ ∆(G) + 1, where ∆(G) is the maximum degree of G and χ′ denotes its chromatic index. In general, the chromatic index of (G, σ) depends on both the underlying graph G and the signature σ. In the paper we study graphs G for which χ′(G, σ) does not depend on σ. To this aim we...
-
Infinite chromatic games
PublicationIn the paper we introduce a new variant of the graph coloring game and a new graph parameter being the result of the new game. We study their properties and get some lower and upper bounds, exact values for complete multipartite graphs and optimal, often polynomial-time strategies for both players provided that the game is played on a graph with an odd number of vertices. At the end we show that both games, the new and the classic...
-
Design of Optical Wireless Networks with Fair Traffic Flows
Publication -
Fair Optimization and Networks: A Survey
Publication -
Samoilenko`s method to differential algebraic systems with integral boundary conditions.
PublicationProblemy różniczkowo-algebraiczne z warunkami brzegowymi (typu całkowego) są przedmiotem badań. Zastosowano metodę Samoilenki w powiązaniu z metodą porównawczą. O prawych stronach zagadnienia zakładano, że spełniają warunek Lipschitza oraz promień spektralny odpowiedniej macierzy jest mniejszy od 1.Podane zostały warunki dostateczne na istnienie rozwiązania omawianego zagadnienia.
-
A polynomial algorithm for finding T-span of generalized cacti.
PublicationW pracy opisano wielomianowy algorytm wyznaczający optymalne T-pokolorowania dla uogólnionych kaktusów.
-
The complexity of the T-coloring problem for graphs with small degree.
PublicationW pracy ustalono złożoność obliczeniową problemu optymalnego kolorowania grafów o ustalonym stopniu.
-
Some variants of perfect graphs related to the matching number, the vertex cover and the weakly connected domination number
PublicationGiven two types of graph theoretical parameters ρ and σ, we say that a graph G is (σ, ρ)- perfect if σ(H) = ρ(H) for every non-trivial connected induced subgraph H of G. In this work we characterize (γw, τ )-perfect graphs, (γw, α′)-perfect graphs, and (α′, τ )-perfect graphs, where γw(G), τ (G) and α′(G) denote the weakly connected domination number, the vertex cover number and the matching number of G, respectively. Moreover,...
-
Three-fast-searchable graphs
PublicationIn the edge searching problem, searchers move from vertex to vertex in a graph to capture an invisible, fast intruder that may occupy either vertices or edges. Fast searching is a monotonic internal model in which, at every move, a new edge of the graph G must be guaranteed to be free of the intruder. That is, once all searchers are placed the graph G is cleared in exactly |E(G)| moves. Such a restriction obviously necessitates...
-
Initial value problems for neutral fractional differential equations involving a Riemann-Liouville derivative
PublicationBadano równania neutralne typu ułamkowego z odchylonym argumentem. Podano warunki dostateczne na istnienie jednego rozwiązania.
-
Existence of solutions for a coupled system of difference equations with cousal operators
PublicationPraca dotyczy układów równań różnicowych. Podano warunki dostateczne na istnienie rozwiązań takich problemów. Badano również nierówności różnicowe.
-
On root finding algorithms for complex functions with branch cuts
PublicationA simple and versatile method is presented, which enhances the complex root finding process by eliminating branch cuts and branch points in the analyzed domain. For any complex function defined by a finite number of Riemann sheets, a pointwise product of all the surfaces can be obtained. Such single-valued function is free of discontinuity caused by branch cuts and branch points. The roots of the new function are the same as the...
-
Quasi-solutions for generalized second order differential equations with deviating arguments
PublicationThis paper deal with boundary value problems for generalized second order differential equations with deviating arguments. Existence of quasi-solutions and solutions are proved by monotone iterative method. Examples with numerical results are added.
-
Construction of highly stable parallel two-step Runge-Kutta methods for delay differential equations
PublicationW pracy pokazano, że każda A-stabilna dwukrokowa metoda Rungego-Kutty dla równań różniczkowych zwyczajnych rzędu p1 i rzędu etapowego q=p1 może być uogólniona do P-stabilnej metody dla równań różniczkowych z opóźnieniem zbieżnej jednostajnie z rzędem p=p1.
-
Solving boundary value problems for delay differential equations by a fixed-point method
PublicationOgólne liniowe zagadnienie brzegowe dla nieliniowego układu równań różniczkowych z opóźnieniem jest redukowane do zagadnienia o punkcie stałym odpowiedniego operatora a następnie poszukiwany punkt stały tego operatora jest przybliżany funkcją kawałkami liniową zdefiniowaną poprzez jej wartości w węzłach. Przy odpowiednich założeniach istnienie tego punktu stałego jest równoważne istnieniu tzw. epsilon przybliżonych punktów stałych...
-
Explicit and implicit difefrence methods for quasilinear first order partial functional differential equations.
PublicationInitial boundary value problems of the Dirichlet type for quasilinear functional differential equations are considered. Explicit difference schemes of the Euler type and implicit difference methods are investigated. Suffcient conditions for the convergence of approximate solutions are given and comparisons of the methods are presented. It is proved that assumptions on the regularity of given functions are the same for both classes...
-
Numerical solution of threshold problems in epidemics and population dynamics
PublicationA new algorithm is proposed for the numerical solution of threshold problems in epidemics and population dynamics. These problems are modeled by the delay-differential equations, where the delay function is unknown and has to be determined from the threshold conditions. The new algorithm is based on embedded pair of continuous Runge–Kutta method of order p = 4 and discrete Runge–Kutta method of order q = 3 which is used for the...
-
Shift invariant operators and a saturation theorem.
PublicationPraca jest kontynuacją wcześniejszych dwóch prac wydanych w Appl. Math. w latach 2001 i 2002. Główny wynik dotyczy wygładzania specjalnego ciągu zbieżnego słabo, tak iż dostajemy ciąg zbieżny w normie supremum.
-
Asymptotic error expansions for Schoenberg type operators
PublicationPrzedstawiono L^p błąd dla rozwinięć dla operatorów Schoenberga
-
Derivation of continuous explicit two-step Runge-Kutta methods oforder three
PublicationW pracy podana jest konstrukcja ciągłych rozszerzeń dla nowych reprezentacji dwukrokowych metod Rungego-Kutty rzędu trzeciego. Podane zostały metody oceny błędu lokalnego metody oraz opisany został sposób implementacji tych metod dla zmiennego kroku. Przeprowadzono szereg eksperymentów numerycznych pokazujących ich efektywność i konkurencyjność dla programu dde23 z Matlabu.
-
Differential equations with integral boundary conditions
PublicationStosuje się metodę iteracji monotonicznych opartą na dolnym i górnym rozwiązaniu. Przy jednostronnym warunku Lipschitza uzyskano pewne wyniki dotyczące rozwiązań zwyczajnych równań różniczkowych z całkowym warunkiem brzegowym. Sformułowano warunki dostateczne na istnienie jedynego rozwiązania (lub rozwiązań ekstremalnych) w pewnym segmencie. Podano przykłady ilustrujące przyjęte założenia.
-
Monotone and numerical analytic- methods for differential equations.
PublicationPraca dotyczy problemu różniczkowo-całkowego (typu Fredholma) z ogólnym warunkiem początkowo-brzegowo-całkowym. W pierwszej części pracy, stosując metodę iteracji monotonicznych, sformułowano warunki dostateczne które gwarantują, że dyskutowany problem ma rozwiązanie ekstremalne w zbiorze generowanym przez dolne i górne rozwiązania. Rozważania teoretyczne poparto przykładem i dyskusją. W drugiej części pracy zastosowano metodę...
-
Waveform relaxation methods for periodic differential-functional systems.
PublicationPrzedmiotem badań były układy różniczkowo-funkcyjne z warunkiem okresowym.Prawą stronę układu z argumentem funkcyjnym przedstawiono w nowej formie wygodnej do stosowania metody relaksacyjnej ''waveform''. Podano warunki dostateczne (dyskutowano dwa typy takich warunków) przy których wyjściowy problem ma rozwiązanie i odpowiednie ciągi relaksacyjne są do niego zbieżne. Dyskutowano w szczegółach przedstawiony problem numeryczny...