- •Теория графов
- •I. Основные определения
- •II. Характеристики ориентированного графа
- •Графы и отношения
- •III. Характеристики неориентированных графов
- •Связанность графа
- •Эйлеровы графы
- •Гамильтоновы циклы и цепи
- •Цикломатическое число
- •Хроматическое число
- •Примеры деревьев
- •Изоморфизм графов
- •Гиперграфы (сети, блок-схемы)
- •IV. Задачи в теории графов Построение графа кратчайшей длины
- •Определение кратчайшего пути
- •Транспортные сети
Хроматическое число
Граф называется p – хроматическим, если его вершины можно раскрасить р различными цветами так, что никакие 2 смежные вершины не раскрашены одинаково.
Хроматическое число графа G: γ(G)=р.
Если γ(G)=2 – граф называется бихроматическим.
Необходимое и достаточное условие бихроматичности графа – отсутствие циклов нечетной длины.
б ихроматические не бихроматические
Дерево
Конечный связанный неориентированный граф, не имеющий циклов, называется деревом.
Несвязанный неориентированный граф, не имеющий циклов, называется лесом, а каждая его компонента связанности – деревом.
Теорема: любые две вершины дерева связаны одной и только одной цепью. Вершина со степенью равной единице называется концевой (висячей) вершиной, а инцидентное ей ребро, называется концевым.
Т еорема: каждое дерево имеет хотя бы 2 концевые вершины и 1 концевое ребро.
Иногда одну точку выделяют и называют корнем дерева.
Граф можно сделать ориентированным если идти от корня дерева к концевым вершинам (или наоборот). Такой граф называют ориентированным деревом. Путь от корня до концевой вершины называют ветвью. Вершину с максимальной степенью называют центром дерева.
Центр может быть не единственным (в этом случае говорят, что нет центра).
Примеры деревьев
Родословное дерево.
Структура предприятия.
Дерево целей, например,
S - национальная безопасность
S1(готовн. к войне) S2(демонстр. Силы)
и т.д.
Прогнозное дерево.
S причина
S1 S2 следствие
S11 S12 S21 S22 следствие следствия
Дерево задач.
S – освоение космоса
S – освоение Луны
S1 – исследование S2 – высадка человека
и т.д.
Изоморфизм графов
Геометрические изображения графов могут быть различными, но все основные характеристики совпадать. Такие графы называются изоморфными.
Точнее, графы изоморфны, если существует взаимнооднозначное соответствие между множеством вершин и ребер графа.
Изоморфные графы:
(А на самом деле из-за ошибки в рисунке один граф оказался не изоморфным. Найдите его!)
Неизоморфные графы: , хотя большинство характеристик совпадают.
У изоморфных графов, матрицы смежности и инцидентности, список ребер – совпадают. Перебрав все обозначения, рано или поздно получим одинаковые матрицы. А для неизоморфных графов матрицы не совпадут никогда.
Гиперграфы (сети, блок-схемы)
Множество вершин A={a1,a2,...an} и множество наборов, называемых полюсами, E={e1,e2,...em}, где ei = (ai1...aij...), aij A, (то есть e – набор элементов из A), называется гиперграфом или сетью.
Обычно один из наборов е0 называют внешним.
A = (1,2,3,4,5,6)
e0 = (1,5,6)
е1 = (1,2,3,3,4)
е2 = (2,4,5,6)
е3 = (4,4,5)
Сеть, у которой e0= , а для i=1,2... еi, – двухэлементное множество, является графом. При этом полюса ei=(ai1,ai2) это ребра, связывающие две вершины ai1 и ai2, aj – вершины графа.