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图论讲义(合并)1
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112页
第一章 图和子图§1.1 图和简单图°图的概念:一个图 G 是指一个有序三元组G = (V(G), E(G), ψG)。其中:V(G)是非空顶点集,E(G)是不
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第一章 图和子图
§1.1 图和简单图
图的概念:
一个图 G 是指一个有序三元组
。其中:V(G)是
非空顶点集,E(G)是不与 V(G)相交的边集,
的
函数,称为关联函数。
若 是一条边,而
则称 e 连接 u 和 v; 顶点 u
和 v 称为 e 的端点。
例 1:
,其中:
而
定义为:
(见图 1.1)
*我们现在讨论的是无向图,即边没有方向,顶点对
。
我们还可以定义有向图。
例 2:定义有向图
,其中:
}
*这里
,表示 是一条从 u 到 v 的弧。
。
分别表示图 G 的顶点数和边数,|
称
为 n 阶图。
若
和
均为有限数,则称 G 为有限图。
时,则称 G 为零图, 的零图称为平凡图。
时,则称 G 为空图。
邻接相邻:若
,称 u 和 v 邻接。
关联:若
,则称
与 u 和 v 关联。
环:若
,则称
为环。有向图的环
。
连杆:不是环的边称为连杆。
边相邻:若边
和
有公共端点,则称
与
相邻。
有向图中顶点的相邻:若
,则称 u 与 v 相邻,u
称为
的始点,v 称为
的终点。
多重边平行边:若
且
,则
和
称
为平行边(多重边)。关联同一对顶点的多重边的条数称为多重边的重
数。
(有向图的多重边):若
且
,则
与
称为多重边。如果
而
,则
与
不
称为多重边。
简单图:既不含平行边又不含环的图称为简单图。
在简单图里,我们不需要
函数,对任一条边
,若
,则我们直接用
或 表示
。
§1.2 图同构
1. 图的同构:设
,
为两个无向图,若存在
双射函数
,对任意
,
当且仅当
,并且
与
的重数相同。则称
与
是同构的。记作
。
例 3:(见图 1.2)
,
。
不同构的例子:(见图 1.3)
*两个图度序列相同,但不同构。
2. 几类特殊图类:
完全图:每一对不同的顶点都有一条边相连的简单图称为完全图。
*在同构意义下,n 个顶点的完全图只有一个,记为
。
偶图(二部图):是指一个图它的顶点集可以分解为两个子集 X 和 Y,
相同向
使得任何一条边都有一个端点在 X 中,另一个端点在 Y 中;这样一种
分类称为偶图的一个二分类。
完全偶图是一个具有二分类的简单偶图,其中 X 的每个顶点都
与 Y 的每个顶点相连;若
而
则该完全偶图记为
。
例如:(见图 1.4)
§1.3 子图
子图:称图 H 是图 G 的子图(记为 ),如果
和
E(G),并且
是
在 上的限制。当 但 时,则记为
,并称 H 是 G 的真子图。
若 H 是 G 的子图,则 G 称为 H 的母图。
生成子图:G 的生成子图(或生成母图)是指满足
的子图(或
母图)H。
基础简单图:从图 G 中删去所有的环,并使每一对相邻顶点只留下一
条边,即可得到 G 的一个简单生成子图,称为 G 的基础简单图。
*举例:
导出子图:设 为一个图。
且
,以
为顶点集,
以 G 中两个端点都在
中的边组成边集
的图
称为 G 的
导出的
子图,记作
。
又设
且
,以
为边集,以
中边关联的顶点为顶点集
的图
称为 G 的
导出的子图,记作
。
例子:(见图 1.5)
设
则
记为 。若
则把 简记为
.
若
边集为的 G 的生成子图简记为 。类似地,在 G
中添加边集的所有边得到的图记为 。若
,则用 和
来代替
和 。
设
和
是 的子图。若
,则称
和
是不相交
的,若
,则称它们是边不重的。
和
的并图
。如果
和
是不相交的,则
有时记为
。
§1.4 顶点的度
顶点的度:设 为无向图,
称 v 作为边的端点的
次数为 v 的度数。简称为度,记作
(或)。
设 为有向图, 称 v 作为边的始点的次数为 v 的出
度,记作
(v) (或
),称 v 作为边的终点的次数为 v 的入度,记
作
(或
)。
称为 v 的度数。
度数为偶数(奇数)的点称为偶点(奇点)。
定理 1.1(握手定理):设 为无向图,
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韩金虎
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