• 生成树


    1.树的等价命题

    2.树的性质

    3.生成树个数

    3.最小生成树

    树是很重要的一个数学概念,同时也是一个很重要的计算机概念。很多图的性质如果不方便验证,都会先在树上面验证。

    1.树的等价定义

    假设T至少有两个顶点,下述命题等价

    a.无圈连通图

    b.无圈且m=n-1

    c.连通且m=n-1

    d.连通图删去任意边不连通

    e.增加任意边有且仅有一个圈

    f.任意两个节点间有且仅有一个道理连通

    其中m是T的边数,n是顶点个数

    a=>b只需要证明m=n-1,归纳证明

    n=2时,成立。

    n>2时,假设结论对一个含有n个顶点的树成立,此时m=n-1。现证明结论对一个含有n+1个顶点的树也成立。对于含有n+1个顶点的树T,他必含有度数为1的顶点v,我们去点v和其关联的边形成的删点子图T-v是一个含有n个顶点的树,根据假设有m=n-1,并且T-v比T少一个顶点和一个边,因此对于T有。m+1=(n+1)-1.

    2.树具有哪些性质呢?

      性质1.任何顶点数大于等于2的数,至少含有两个叶子节点

       

    2.生成树

      深度优先和广度优先可以求生成树

    3.生成树个数

    方法1:用cayley定理求

    方法2:用矩阵树求

    4.最小生成树

     用cruskal算法求最小生成树 

    5.最短路 径


    我们首先应该明白什么是可平面图,然后知道如何判定一个图是否是平面图。如果一个图是平面图,如何画出这个平面图。

    第一个问题是平面图的定义。第二个问题是平面图的判定,第三个问题是平面图的算法。最后还应该了解平面图的性质,平面图最重要的性质就是欧拉公式。

    1.可平面图

    现在来回答什么是平面图,我们说一个图是平面图,指的是这个图可以画在一个平面上,且任意两个不同边不相见(顶点处除外)。

    图G可平面嵌入的充分必要条件是G可球面嵌入。

    K5,K3,3可环面嵌入,但是不能平面嵌入。曲面嵌入是一个比平面嵌入更一般的概念。

    2.欧拉公式及其推广

       连通平面图G有n-m+f=2.其中n是G的点数,m是边数,f是面数。

    这个定理的证明需要对f进行归纳。首先证明f=1时定理成立,然后假设f≤k成立,证明f=k+1成立。

    3.极大平面图

    4.kuratowsky定理,G是可平面图当且仅当G不含于K5,K3,3同胚的子图

    一个图如果不是可平面图,可以考虑将这个图放到几个平面上,使得每个平面内的边不交叉。也就是将图G的边集划分成几个小边集的并集,并且两两无交集,然后呢肖小边集的个数就是图G的厚度。平面图的厚度是1,非平面图的厚度至少是2,如何计算一个图的厚度目前并没有有效的公式和算法。

    平面图在工程技术上和拓扑图论中的具有很重要的应用,从图论的历史看,正式kuratowsky定理的建立和证明打破了图论发展的沉闷局面,该定理是图论振兴的转折点。一句话,这个定理具有很重要的理论意义。

    4.灌木生长算法很重要

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