Aspectos computacionais teóricos na convexidade P3: número de Carathéodory e seleção de conjunto alvo

dc.contributor.advisor-co1Silva, Hebert Coelho da
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4898337852702758
dc.contributor.advisor1Coelho, Erika Morais Martins
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9389487015938509
dc.contributor.referee1Coelho, Erika Morais Martins
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9389487015938509
dc.contributor.referee2Nascimento, Julliano Rosa
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8971175373328824
dc.contributor.referee3Santana, Márcia Rodrigues Cappelle
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4638125536971138
dc.contributor.referee4Protti, Fábio
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5898801580033554
dc.contributor.referee5Souza, Simone Dantas de
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/3864440795364252
dc.creatorSilva, Braully Rocha da
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6423154319465728
dc.date.accessioned2026-06-17T14:37:10Z
dc.date.available2026-06-17T14:37:10Z
dc.date.issued2026-04-15
dc.description.abstractThe spread of influence in social networks, epidemics, and information diffusion is modeled across several fields. In Graph Theory, convexity provides an elegant formal framework for characterizing propagation processes. A central parameter in this context is the Carathéodory number associated with P3-convexity (paths of three vertices), which measures the maximum size of subsets required to explain the inclusion of vertices in convex hulls. Deciding whether a graph admits a Carathéodory set of cardinality k is NP-complete; however, relevant results can be obtained for specific graph classes. This thesis, organized in the Scandinavian format, presents original results on the Carathéodory number in P3-convexity. We investigate graphs of diameter two, establishing upper bounds for different subclasses.We propose a polynomial-time algorithm that constructs special paths providing computable estimates and a tight upper bound, contributing to the conjecture that the Carathéodory number is bounded by a constant in diameter-two graphs. We analyze circulant graphs, determining exact values for particular cases and lower bounds in general. For Hamming graphs of dimension n, we prove that the Carathéodory number is at least n, highlighting the relationship between dimensionality and convexity parameters. In addition to theoretical results, we address the target set selection problem, a classical model of influence diffusion. We present efficient heuristics that outperform related approaches, validated experimentally on large-scale real social networks and randomly generated instances. Finally, we state conjectures that outline promising research directions, strengthening the connections between graph convexity, computational complexity, and diffusion models in networks.eng
dc.description.resumoA disseminação de influência em redes sociais, epidemias e difusão de informações é modelada por diversas áreas. Na Teoria dos Grafos, a convexidade oferece um arcabouço formal elegante para caracterizar processos de propagação. Um parâmetro central nesse contexto é o número de Carathéodory associado à convexidade P3 (caminhos de três vértices), que mede o tamanho máximo de subconjuntos necessários para explicar a inclusão de vértices em fechos convexos. Decidir se um grafo admite um conjunto de Carathéodory de cardinalidade k é NP-completo, porém resultados relevantes podem ser obtidos para classes específicas. Esta tese, organizada no formato escandinavo, apresenta resultados originais sobre o número de Carathéodory na convexidade P3. Investigamos grafos de diâmetro dois, estabelecendo limites superiores para diferentes subclasses. Propomos um algoritmo polinomial que constrói caminhos especiais fornecendo estimativas computáveis e um limite superior justo, contribuindo para a conjectura de que o número de Carathéodory é limitado por constante em grafos de diâmetro dois. Analisamos grafos circulantes, determinando valores exatos para determinados casos e limites inferiores. Para grafos de Hamming de dimensão n, demonstramos que o número de Carathéodory é pelo menos n, evidenciando a relação entre dimensionalidade e seus parâmetros nessa convexidade. Além dos resultados teóricos, abordamos o problema de seleção de conjunto alvo, modelo clássico de difusão de influência. Apresentamos heurísticas eficientes com desempenho superior a trabalhos correlatos, validadas experimentalmente em redes sociais reais de grande escala e instâncias aleatórias. Por fim, registramos conjecturas com direções promissoras, reforçando conexões entre convexidade em grafos, complexidade computacional e modelos de difusão em redes.
dc.description.sponsorshipOutro
dc.identifier.citationSILVA, B. R. Aspectos computacionais teóricos na convexidade P3: número de Carathéodory e seleção de conjunto alvo. 2026. 80 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15473
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Informática - INF (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectGrafopor
dc.subjectConvexidade P3por
dc.subjectCarathéodorypor
dc.subjectConjunto alvopor
dc.subjectHeurísticapor
dc.subjectGrapheng
dc.subjectConvexity P3eng
dc.subjectTarget seteng
dc.subjectHeuristiceng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.titleAspectos computacionais teóricos na convexidade P3: número de Carathéodory e seleção de conjunto alvo
dc.title.alternativeTheoretical and computational aspects in P3 convexity: Carathéodory number and target set selectioneng
dc.typeTese

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