المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
زكاة الفطرة
2024-11-05
زكاة الغنم
2024-11-05
زكاة الغلات
2024-11-05
تربية أنواع ماشية اللحم
2024-11-05
زكاة الذهب والفضة
2024-11-05
ماشية اللحم في الولايات المتحدة الأمريكية
2024-11-05


Reliability Polynomial  
  
2435   04:20 مساءً   date: 20-4-2022
Author : Brown, J. I. and Colbourn, C. J.
Book or Source : "Roots of the Reliability Polynomial." SIAM J. Disc. Math. 5
Page and Part : ...


Read More
Date: 11-5-2022 1253
Date: 17-5-2022 1044
Date: 15-5-2022 1341

Reliability Polynomial

Let G be a graph, and suppose each edge of G is independently deleted with fixed probability 0<=p<=1. Then the probability that no connected component of G is disconnected as a result, denoted C(p) is known as the reliability polynomial of G.

The reliability polynomial is directly expressible in terms of the Tutte polynomial of a given graph as

 C(p)=(1-p)^(n-c)p^(m-n+c)T(1,p^(-1)),

(1)

where n is the vertex count, m the edge count, and c the number of connected components (Godsil and Royle 2001, p. 358; error corrected). This is equivalent to the definition

 C(p)=sum_(j=1)^ma_j(1-p)^jp^(m-j),

(2)

where a_j is the number of subgraphs of the original graph G having exactly j edges and for which every pair of nodes in G is joined by a path of edges lying in subgraph S (i.e., S is connected and |S|=n), which is the definition due to Page and Perry (1994) after making the change p->1-p.

For example, the reliability polynomial of the Petersen graph is given by

 C(p)=(1-p)^9(704p^6+696p^5+390p^4+155p^3+45p^2+9p+1)

(3)

(Godsil and Royle 2001, p. 355).

The following table summarizes simple classes of graphs having closed-form reliability polynomials. Here, t=sqrt(1+2x+9x^2).

graph C(p)
banana tree (x-1)^(nk)
cycle graph C_n (1-p)^(n-1)[1+(n-1)p]
gear graph ((p-1)^(2n)[(-t+3p+1)^n+(t+3p+1)^n-2^(n+1)p^n])/(2^n)
ladder graph ((p-1)^(2n-1))/(2^nsqrt(p(9p+2)+1))[(3p-sqrt(p(9p+2)+1)+1)^n-(3p+sqrt(p(9p+2)+1)+1)^n]
pan graph (1-p)^n[1+(n-1)p]
path graph P_n (1-p)^(n-1)
star graph S_n (1-p)^(n-1)
sunlet graph C_n circledot K_1 (1-p)^(2n-1)[(1+(n-1)p]

The following table summarizes the recurrence relations for reliability polynomials for some simple classes of graphs.

graph order recurrence
cycle graph C_n 2 p_n(x)=-2(x-1)p_(n-1)(x)-(x-1)^2p_(n-2)(x)
gear graph 3 p_n(x)=(4x+1)(x-1)^2p_(n-1)(x)-x(3x+2)(x-1)^4p_(n-2)(x)+x^2(x-1)^6p_(n-3)(x)
ladder graph L_n 2 p_n(x)=(3x+1)p_(n-1)(x)-xp_(n-2)(x)
pan graph 2 p_n(x)=-2(x-1)p_(n-1)-(x-1)^2p_(n-2)(x)
path graph P_n 1 p_n(x)=(1-x)p_(n-1)(x)
star graph S_n 1 p_n(x)=(1-x)p_(n-1)(x)
sunlet graph C_n circledot K_1 2 p_n(x)=2(x-1)^2p_(n-1)(x)-(x-1)^4p_(n-2)(x)
wheel graph W_n 3 p_n(x)=-(3x+1)(x-1)p_(n-1)(x)-2x(x+1)(x-1)^2p_(n-2)(x)-x^2(x-1)^3p_(n-3)(x)

Nonisomorphic graphs do not necessarily have distinct reliability polynomials. The following table summarizes some co-reliability graphs.

n reliability polynomial graphs
4 -(-1+x)^3 claw graph, path graph P_4
5 (-1+x)^4 fork graph, path graph P_5, star graph S_5
5 (-1+x)^4(1+2x) bull graph, cricket graph, (3,2)-tadpole graph
5 (-1+x)^4(1+3x+4x^2) dart graph, kite graph

REFERENCES

Brown, J. I. and Colbourn, C. J. "Roots of the Reliability Polynomial." SIAM J. Disc. Math. 5, 571-585, 1992.

Chari, M. and Colbourn, C. "Reliability Polynomials: A Survey." J. Combin. Inform. System Sci. 22, 177-193, 1997.

Colbourn, C. J. The Combinatorics of Network Reliability. New York: Oxford University Press, 1987.

Ellis-Monaghan, J. A. and Merino, C. "Graph Polynomials and Their Applications I: The Tutte Polynomial." 28 Jun 2008. http://arxiv.org/abs/0803.3079.

Godsil, C. and Royle, G. Algebraic Graph Theory. New York: Springer-Verlag, pp. 354-358, 2001.

Page, L. B. and Perry, J. E. "Reliability Polynomials and Link Importance in Networks." IEE Trans. Reliability 43, 51-58, 1994.

Royle, G.; Alan, A. D.; and Sokal, D. "The Brown-Colbourn Conjecture on Zeros of Reliability Polynomials Is False." J. Combin. Th., Ser. B 91, 345-360, 2004.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.