1. On the dichromatic number of surfaces
- Author
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Frédéric Havet, Clément Rambaud, Kolja Knauer, Pierre Aboulker, Département d'informatique - ENS Paris (DI-ENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Laboratoire d'Informatique et Systèmes (LIS), Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-19-CE48-0013,DIGRAPHS,Digraphes(2019), ANR-16-CE40-0009,GATO,Graphes, Algorithmes et TOpologie(2016), Département d'informatique de l'École normale supérieure (DI-ENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)
- Subjects
dichromatic number ,010102 general mathematics ,Torus ,0102 computer and information sciences ,[INFO.INFO-DM]Computer Science [cs]/Discrete Mathematics [cs.DM] ,Surface (topology) ,graphs on surfaces ,01 natural sciences ,planar graphs ,Planar graph ,Combinatorics ,symbols.namesake ,010201 computation theory & mathematics ,Euler characteristic ,symbols ,Projective plane ,0101 mathematics ,Klein bottle ,Mathematics - Abstract
In this paper, we give bounds on the dichromatic number \(\overrightarrow{\chi }(\varSigma )\) of a surface \(\varSigma \), which is the maximum dichromatic number of an oriented graph embeddable on \(\varSigma \). We determine the asymptotic behaviour of \(\overrightarrow{\chi }(\varSigma )\) by showing that there exist constants \(a_1\) and \(a_2\) such that, \( a_1\frac{\sqrt{-c}}{\log (-c)} \le \overrightarrow{\chi }(\varSigma ) \le a_2 \frac{\sqrt{-c}}{\log (-c)} \) for every surface \(\varSigma \) with Euler characteristic \(c\le -2\). We then give more explicit bounds for some surfaces with high Euler characteristic. In particular, we show that the dichromatic numbers of the projective plane \(\mathbb {N}_1\), the Klein bottle \(\mathbb {N}_2\), the torus \(\mathbb {S}_1\), and Dyck’s surface \(\mathbb {N}_3\) are all equal to 3, and that the dichromatic numbers of the 5-torus \(\mathbb {S}_5\) and the 10-cross surface \(\mathbb {N}_{10}\) are equal to 4.
- Published
- 2021
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