Some results concerning the valences of (super) edge-magic graphs

A graph $G$ is called edge-magic if there exists a bijective function $f:V\left(G\right) \cup E\left(G\right)\rightarrow \left\{1, 2, \ldots , \left\vert V\left( G\right) \right\vert +\left\vert E\left( G\right) \right\vert \right\}$ such that $f\left(u\right) + f\left(v\right) + f\left(uv\right)$ is a constant (called the valence of $f$) for each $uv\in E\left( G\right)$. If $f\left(V \left(G\right)\right) =\left\{1, 2, \ldots , \left\vert V\left( G\right) \right\vert \right\}$, then $G$ is called a super edge-magic graph. A stronger version of edge-magic and super edge-magic graphs appeared when the concepts of perfect edge-magic and perfect super edge-magic graphs were introduced. The super edge-magic deficiency $\mu_{s}\left(G\right)$ of a graph $G$ is defined to be either the smallest nonnegative integer $n$ with the property that $G \cup nK_{1}$ is super edge-magic or $+ \infty$ if there exists no such integer $n$. On the other hand, the edge-magic deficiency $\mu\left(G\right)$ of a graph $G$ is the smallest nonnegative integer $n$ for which $G\cup nK_{1}$ is edge-magic, being $\mu\left(G\right)$ always finite. In this paper, the concepts of (super) edge-magic deficiency are generalized using the concepts of perfect (super) edge-magic graphs. This naturally leads to the study of the valences of edge-magic and super edge-magic labelings. We present some general results in this direction and study the perfect (super) edge-magic deficiency of the star $K_{1,n}$

Super edge-magic total strength of some unicyclic graphs

Let $G$ be a finite simple undirected $(p,q)$-graph, with vertex set $V(G)$ and edge set $E(G)$ such that $p=|V(G)|$ and $q=|E(G)|$. A super edge-magic total labeling $f$ of $G$ is a bijection $f\colon V(G)\cup E(G)\longrightarrow \{1,2,\dots , p+q\}$ such that for all edges $u v\in E(G)$, $f(u)+f(v)+f(u v)=c(f)$, where $c(f)$ is called a magic constant, and $f(V(G))=\{1,\dots , p\}$. The minimum of all $c(f)$, where the minimum is taken over all the super edge-magic total labelings $f$ of $G$, is defined to be the super edge-magic total strength of the graph $G$. In this article, we work on certain classes of unicyclic graphs and provide shreds of evidence to conjecture that the super edge-magic total strength of a certain family of unicyclic $(p,q)$-graphs is equal to $2q+\frac{n+3}{2}$

Product of digraphs, (super) edge-magic valences and related problems

Discrete Mathematics, and in particular Graph Theory, has gained a lot of popularity during the last 7 decades. Among the many branches in Graph Theory, graph labelings has experimented a fast development, in particular during the last decade. One of the very important type of labelings are super edge-magic labelings introduced in 1998 by Enomoto et al. as a particular case of edge-magic labelings, introduced in 1970 by Kotzig and Rosa. An edge-magic labeling is a bijective mapping from the set of vertices and edges to [1, |V(G)|+|E(G)|], such that the sum of the labels of each edge and the incident vertices to it is constant. The constant is called the valence of the labeling. The edge-magic labeling is called super edge-magic if the smallest labels are assigned to the vertices. In this thesis, we consider three problems related to (super) edge-magic labelings and (di)graph products in which we use a family of super edge-magic digraphs as a second factor of the product. The digraph product we use, the h-product, was introduced by Figueroa-Centeno et al. in 2008. It is a generalization of the Kronecker product of digraphs. In Chapter 2, we study the super edge-magicness of graphs of equal order and size either by providing super edge-magic labelings of some elements in the family or proving that these labelings do not exist. The negative results are specially interesting since these kind of results are not common in the literature. Furthermore, the few results found in this direction usually meet one of the following reasons: too many vertices compared with the number of edges; too many edges compared with the number of vertices; or parity conditions. In our case, all previous reasons fail. In Chapter 3, we enlarge the family of perfect (super) edge-magic crowns. A crown is obtained from a cycle by adding the same number of pendant edges to each vertex of the cycle. Intuitively speaking, a (super) edge-magic graphs is perfect (super) edge-magic if all possible theoretical valences occur. The main result of the chapter is that the crowns defined by a cycle of length pq, where p and q are different odd primes, are perfect (super) edge-magic. We also provided lower bounds for the number of edge-magic valences of crowns. For graphs of equal order and size, the odd and the even labelling construction allows to obtain two edge-magic labelings from a particular super edge-magic labeling. The name refers to the parity of the vertex labels. In Chapter 4, we begin by providing some properties of odd and even labelling construction related to the (super) edge-magic labeling and also with respect to the digraph product. We also get a new application of the h-product by interchanging the role of the factors. This allows us to consider the classical conjecture of Godbold and Slater with respect to valences of cycles with a different point of view than the ones existing. Finally, we devote Chapter 5 to study the problem of edge-magic valences of crowns, in which even cycles appear, and to establish a relationship between super edge-magic graphs and graph decompositions. Some lower bounds on the number of (super) edge-magic valences are also established.La Matemàtica Discreta, i en particular la Teoria de Grafs, han guanyat molta popularitat durant les últimes set dècades. Entre les moltes branques de la Teoria de Grafs, els etiquetatges de grafs han experimentat un ràpid desenvolupament, especialment durant l'última dècada. Un dels tipus d'etiquetatges més importants són els etiquetatges super branca-màgics introduïts el 1998 per Enomoto et al. com un cas particular d'etiquetatges branca-màgics, introduïts el 1970 per Kotzig i Rosa. Un etiquetatge branca-màgic és una aplicació bijectiva del conjunt de vèrtexs i branques a [1, |V(G)|+|E(G)|], de manera que la suma de les etiquetes de cada branca i els vèrtexs incidents a ella és constant. La constant s'anomena valència de l'etiquetatge. L'etiquetatge branca-màgic s'anomena super branca-màgic si les etiquetes més petites s'assignen als vèrtexs. En aquesta tesi, considerem tres problemes relacionats amb etiquetatges (super) branca-màgic i productes de digrafs, en els que intervé una família de grafs super branca-màgic com a segon factor del producte. El producte de digrafs que usem, el producte h, va ser introduït per Figueroa-Centeno et al. el 2008. És una generalització del producte de Kronecker de digraphs. En el Capítol 2, estudiem el caràcter super branca-màgic de grafs d’ordre igual a mida, ja sigui proporcionant etiquetatges super branca-màgics d'alguns elements de la família o demostrant que aquests tipus d’etiquetatges no existeixen. Els resultats negatius són especialment interessants ja que aquest tipus de resultats no són comuns en la literatura. A més, els pocs resultats trobats en aquesta direcció solen encabir-se en una de les raons següents: massa vèrtexs en comparació amb el nombre de branques; massa branques en comparació amb el nombre de vèrtexs; o condicions de paritat. En el nostre cas, totes les raons anteriors fracassen. En el Capítol 3, ampliem la família de corones (super) branca-màgiques perfectes. Una corona és el graf que s’obté a partir d’un afegint el mateix nombre de branques a cada vèrtex del cicle. Intuïtivament parlant, un graf (super) branca màgic és (super) branca màgic si es donen totes les possibles valències teòriques. El resultat principal del capítol és que les corones definides per un cicle de longitud pq, on p i q són primers senars diferents, són (super) branca màgics perfectes. També proporcionem cotes inferiors per a la quantitat de valències màgiques de corones. Per a grafs d'igual ordre i mida, la construcció de l'etiquetatge senar i parell permet obtenir dos etiquetatges branca-màgics a partir d'un etiquetatge super branca-màgic. El nom fa referència a la paritat de les etiquetes de vèrtex. Al capítol 4, comencem proporcionant algunes propietats de la construcció de l'etiquetatge senar i parell relacionades amb l'etiquetatge (super) branca-màgic del que proven i també al producte h de dígrafs. També obtenim una nova aplicació del producte h intercanviant el paper dels factors. Això ens permet considerar la conjectura de Godbold i Slater respecte a les valències dels cicles des d’un punt de vista diferent a les existents. Finalment, dediquem el Capítol 5 a estudiar el problema de les valències branca-màgiques de les corones, en les que apareixen cicles parells, i a establir una relació entre els grafs super branca-màgic i les descomposicions de grafs. També s'estableixen alguns cotes inferiors del nombre de valències (super) branca-màgiques.Postprint (published version

Recent studies on the super edge-magic deficiency of graphs

A graph $G$ is called edge-magic if there exists a bijective function $f:V\left(G\right) \cup E\left(G\right)\rightarrow \left\{1, 2, \ldots , \left\vert V\left( G\right) \right\vert +\left\vert E\left( G\right) \right\vert \right\}$ such that $f\left(u\right) + f\left(v\right) + f\left(uv\right)$ is a constant for each $uv\in E\left( G\right)$. Also, $G$ is said to be super edge-magic if $f\left(V \left(G\right)\right) =\left\{1, 2, \ldots , \left\vert V\left( G\right) \right\vert \right\}$. Furthermore, the super edge-magic deficiency $\mu_{s}\left(G\right)$ of a graph $G$ is defined to be either the smallest nonnegative integer $n$ with the property that $G \cup nK_{1}$ is super edge-magic or $+ \infty$ if there exists no such integer $n$. In this paper, we introduce the parameter $l\left(n\right)$ as the minimum size of a graph $G$ of order $n$ for which all graphs of order $n$ and size at least $l\left(n\right)$ have $\mu_{s} \left( G \right)=+\infty$, and provide lower and upper bounds for $l\left(G\right)$. Imran, Baig, and Fe\u{n}ov\u{c}\'{i}kov\'{a} established that for integers $n$ with $n\equiv 0\pmod{4}$, $\mu_{s}\left(D_{n}\right) \leq 3n/2-1$, where $D_{n}$ is the cartesian product of the cycle $C_{n}$ of order $n$ and the complete graph $K_{2}$ of order $2$. We improve this bound by showing that $\mu_{s}\left(D_{n}\right) \leq n+1$ when $n \geq 4$ is even. Enomoto, Llad\'{o}, Nakamigawa, and Ringel posed the conjecture that every nontrivial tree is super edge-magic. We propose a new approach to attak this conjecture. This approach may also help to resolve another labeling conjecture on trees by Graham and Sloane

Product of digraphs, (super) edge-magic valences and related problems

Discrete Mathematics, and in particular Graph Theory, has gained a lot of popularity during the last 7 decades. Among the many branches in Graph Theory, graph labelings has experimented a fast development, in particular during the last decade. One of the very important type of labelings are super edge-magic labelings introduced in 1998 by Enomoto et al. as a particular case of edge-magic labelings, introduced in 1970 by Kotzig and Rosa. An edge-magic labeling is a bijective mapping from the set of vertices and edges to [1, |V(G)|+|E(G)|], such that the sum of the labels of each edge and the incident vertices to it is constant. The constant is called the valence of the labeling. The edge-magic labeling is called super edge-magic if the smallest labels are assigned to the vertices. In this thesis, we consider three problems related to (super) edge-magic labelings and (di)graph products in which we use a family of super edge-magic digraphs as a second factor of the product. The digraph product we use, the h-product, was introduced by Figueroa-Centeno et al. in 2008. It is a generalization of the Kronecker product of digraphs. In Chapter 2, we study the super edge-magicness of graphs of equal order and size either by providing super edge-magic labelings of some elements in the family or proving that these labelings do not exist. The negative results are specially interesting since these kind of results are not common in the literature. Furthermore, the few results found in this direction usually meet one of the following reasons: too many vertices compared with the number of edges; too many edges compared with the number of vertices; or parity conditions. In our case, all previous reasons fail. In Chapter 3, we enlarge the family of perfect (super) edge-magic crowns. A crown is obtained from a cycle by adding the same number of pendant edges to each vertex of the cycle. Intuitively speaking, a (super) edge-magic graphs is perfect (super) edge-magic if all possible theoretical valences occur. The main result of the chapter is that the crowns defined by a cycle of length pq, where p and q are different odd primes, are perfect (super) edge-magic. We also provided lower bounds for the number of edge-magic valences of crowns. For graphs of equal order and size, the odd and the even labelling construction allows to obtain two edge-magic labelings from a particular super edge-magic labeling. The name refers to the parity of the vertex labels. In Chapter 4, we begin by providing some properties of odd and even labelling construction related to the (super) edge-magic labeling and also with respect to the digraph product. We also get a new application of the h-product by interchanging the role of the factors. This allows us to consider the classical conjecture of Godbold and Slater with respect to valences of cycles with a different point of view than the ones existing. Finally, we devote Chapter 5 to study the problem of edge-magic valences of crowns, in which even cycles appear, and to establish a relationship between super edge-magic graphs and graph decompositions. Some lower bounds on the number of (super) edge-magic valences are also established.La Matemàtica Discreta, i en particular la Teoria de Grafs, han guanyat molta popularitat durant les últimes set dècades. Entre les moltes branques de la Teoria de Grafs, els etiquetatges de grafs han experimentat un ràpid desenvolupament, especialment durant l'última dècada. Un dels tipus d'etiquetatges més importants són els etiquetatges super branca-màgics introduïts el 1998 per Enomoto et al. com un cas particular d'etiquetatges branca-màgics, introduïts el 1970 per Kotzig i Rosa. Un etiquetatge branca-màgic és una aplicació bijectiva del conjunt de vèrtexs i branques a [1, |V(G)|+|E(G)|], de manera que la suma de les etiquetes de cada branca i els vèrtexs incidents a ella és constant. La constant s'anomena valència de l'etiquetatge. L'etiquetatge branca-màgic s'anomena super branca-màgic si les etiquetes més petites s'assignen als vèrtexs. En aquesta tesi, considerem tres problemes relacionats amb etiquetatges (super) branca-màgic i productes de digrafs, en els que intervé una família de grafs super branca-màgic com a segon factor del producte. El producte de digrafs que usem, el producte h, va ser introduït per Figueroa-Centeno et al. el 2008. És una generalització del producte de Kronecker de digraphs. En el Capítol 2, estudiem el caràcter super branca-màgic de grafs d’ordre igual a mida, ja sigui proporcionant etiquetatges super branca-màgics d'alguns elements de la família o demostrant que aquests tipus d’etiquetatges no existeixen. Els resultats negatius són especialment interessants ja que aquest tipus de resultats no són comuns en la literatura. A més, els pocs resultats trobats en aquesta direcció solen encabir-se en una de les raons següents: massa vèrtexs en comparació amb el nombre de branques; massa branques en comparació amb el nombre de vèrtexs; o condicions de paritat. En el nostre cas, totes les raons anteriors fracassen. En el Capítol 3, ampliem la família de corones (super) branca-màgiques perfectes. Una corona és el graf que s’obté a partir d’un afegint el mateix nombre de branques a cada vèrtex del cicle. Intuïtivament parlant, un graf (super) branca màgic és (super) branca màgic si es donen totes les possibles valències teòriques. El resultat principal del capítol és que les corones definides per un cicle de longitud pq, on p i q són primers senars diferents, són (super) branca màgics perfectes. També proporcionem cotes inferiors per a la quantitat de valències màgiques de corones. Per a grafs d'igual ordre i mida, la construcció de l'etiquetatge senar i parell permet obtenir dos etiquetatges branca-màgics a partir d'un etiquetatge super branca-màgic. El nom fa referència a la paritat de les etiquetes de vèrtex. Al capítol 4, comencem proporcionant algunes propietats de la construcció de l'etiquetatge senar i parell relacionades amb l'etiquetatge (super) branca-màgic del que proven i també al producte h de dígrafs. També obtenim una nova aplicació del producte h intercanviant el paper dels factors. Això ens permet considerar la conjectura de Godbold i Slater respecte a les valències dels cicles des d’un punt de vista diferent a les existents. Finalment, dediquem el Capítol 5 a estudiar el problema de les valències branca-màgiques de les corones, en les que apareixen cicles parells, i a establir una relació entre els grafs super branca-màgic i les descomposicions de grafs. També s'estableixen alguns cotes inferiors del nombre de valències (super) branca-màgiques

Bounds on the size of super edge-magic graphs depending on the girth

Let G = (V,E) be a graph of order p and size q. It is known that if G is super edge-magic graph then q 2p−3. Furthermore, if G is super edge-magic and q = 2p−3, then the girth of G is 3. It is also known that if the girth of G is at least 4 and G is super edge-magic then q 2p − 5. In this paper we show that there are infinitely many graphs which are super edge-magic, have girth 5, and q = 2p−5. Therefore the maximum size for super edge-magic graphs of girth 5 cannot be reduced with respect to the maximum size of super edge-magic graphs of girth 4.Preprin

PELABELAN TOTAL SISI AJAIB SUPER (TSAS) PADA GABUNGAN GRAF BINTANG GANDA DAN LINTASAN

An edge-magic total (EMT) labeling on a graph G(V,E) with the vertex set V and the edge set E, where |V| = p and |E| = q, is a bijective function λ: V E {1, 2, 3, ..., p + q} with the property that for each edge (xy) of G, λ(x) + λ(xy) + λ(y) = k, for a fixed positive integer k. The labeling λ is called a super edge magic total (SEMT) if it has the property that for each vertex obtain the smallest label, (V) = {1, 2, ..., p}. A graph G(V,E) is called EMT (SEMT) if there exists an EMT (SEMT) labeling on G. Study on SEMT labeling for the union of stars and paths initiated by Figueroa-Centeno et al. [2] with graph form . Furthermore, an investigation will be conducted on SEMT labeling of double stars and path, that are 2 ; 2 ;    2  and 2 . We obtain that the graphs presented above are SEMT with the magic constants k = , , and , respectivel