1. Graph limits and applications
- Author
-
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Matemàtiques, Rué Perna, Juan José, Vena Cros, Lluís, Gil Pina, Alex, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Matemàtiques, Rué Perna, Juan José, Vena Cros, Lluís, and Gil Pina, Alex
- Abstract
L'objectiu principal d'aquest treball és estudiar el grafó, l'objecte límit per a seqüències de grafs densos convergents sota dues nocions equivalents de convergència, definides, respectivament, a partir de la distància de tall i de les densitats d’homomorfismes. Abordarem els resultats més rellevants que involucren els límits de grafs, teoria desenvolupada fonamentalment per Lovász i Szegedy, així com algunes aplicacions. Crucialment, veurem que l’espai mètric de grafons és compacte i que completa el conjunt de grafs, un fet amb profundes conseqüències en molts problemes extremals de grafs. En particular, examinarem el problema de minimitzar i maximitzar el nombre d’alguns subgrafs, com ara triangles o cicles de llargada 4, a grafs amb una densitat d’arestes donada. El nostre estudi dels límits de grafs anirà precedit per una necessària discussió sobre algunes nocions preliminars de teoria de grafs; concretament, grafs aleatoris i pseudoaleatoris i els lemes de regularitat i de comptatge., El objetivo principal de este trabajo es estudiar el grafón, el objeto límite para secuencias de grafos densos convergentes bajo dos nociones de convergencia, definidas, respectivamente, a partir de la distancia de corte y de las densidades de homomorfismos. Abordaremos los resultados más relevantes que involucran a los límites de grafos, teoría desarrollada fundamentalmente por Lovász y Szegedy, así como algunas aplicaciones. Crucialmente, veremos que el espacio métrico de grafones es compacto y que completa el conjunto de grafos, un hecho con profundas consecuencias en muchos problemas extremales de grafos. En particular, examinaremos el problema de minimizar y maximizar el número de algunos subgrafos, como triángulos o ciclos de longitud 4, en grafos con una densidad de aristas fijada. Nuestro estudio de los límites de grafos irá precedido por una necesaria discusión sobre algunas nociones preliminares de teoría de grafos; concretamente, grafos aleatorios y pseudoaleatorios y los lemas de regularidad y de conteo., The main objective of this thesis is to study the graphon, the limit object for convergent dense graph sequences under two equivalent notions of convergence, defined, respectively, from the cut metric and homomorphism densities. We will explore the principal results involving graph limits, a theory primarily developed by Lovász and Szegedy, as well as some of their applications. Fundamentally, we will see that the graphon metric space is compact and that it is the completion of the set of graphs, a statement with deep consequences in many graph extremal problems. In particular, we will examine the problem of minimizing and maximizing the number of some subgraphs like triangles or 4-cycles in graphs with a given edge density. Our study of graph limits will be preceded by a necessary discussion on some preliminar notions from graph theory, namely random and quasirandom graphs and the regularity and counting lemmas.
- Published
- 2024