Bài giảng Lý thuyết đồ thị: Chương 3 - Đồ thị Euler và đồ thị Hamilton

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

148
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Lý thuyết đồ thị: Chương 3 - Đồ thị Euler và đồ thị Hamilton sau đây bao gồm hai phần trình bày về đồ thị Euler; đồ thị Hamilton. Mời các bạn tham khảo bài giảng để bổ sung thêm kiến thức về lĩnh vực này. Với các bạn chuyên ngành Toán học thì đây là bài giảng hữu ích.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết đồ thị: Chương 3 - Đồ thị Euler và đồ thị Hamilton

Chương 3 Đồ thị Euler và đồ thị Hamilton
Phần 3.1. Đồ thị Euler
Bài toán 7 cái cầu ở TP Konigsberg A B D Graph Theory C 11/26/15 3
Bài toán 7 cái cầu ở Tp. Konigsberg A A Mô hình thành B Đồ thị B D D C C Graph Theory 11/26/15 4
Đặt vấn đề (tt)  Hãy vẽ các hình sau bằng đúng một nét bút (không được nhấc bút lên trong khi vẽ) Không vẽ được bằng 1 nét. Không vẽ được bằng 1 nét. Tối thiểu phải vẽ bằng 2 nét. Tối thiểu phải vẽ bằng 6 nét. Lý thuyết đồ thị 11/26/15 5
Đặt vấn đề (tt)  Hãy vẽ các hình sau bằng đúng một nét bút (không được nhấc bút lên trong khi vẽ) Lý thuyết đồ thị 11/26/15 6
Đường đi, chu trình Euler  Xét đồ thị G = .  Một đường đi trên đồ thị được gọi là đường đi Euler nếu nó đi qua tất cả các cạnh, mỗi cạnh một lần.  Một chu trình trên đồ thị được gọi là chu trình Euler nếu nó đi qua tất cả các cạnh, mỗi cạnh một lần. VD: Đồ thị sau có các đường đi Euler là: 3 d1: 1 2 3 4 2 5 4 1 5 d2: 1 2 4 3 2 5 1 4 5 2 4 … 1 5 Lý thuyết đồ thị 11/26/15 7
Đường đi, chu trình Euler (tt) VD: Đồ thị sau có các chu trình Euler là: 3 d1: 1 2 3 4 2 5 4 1 5 6 1 d2: 1 2 4 3 2 5 1 4 5 6 1 2 4 … 1 5 6 Lý thuyết đồ thị 11/26/15 8
Đồ thị Euler  Xét đồ thị G = .  Đồ thị G được gọi là đồ thị Euler nếu và chỉ nếu tồn tại một chu trình Euler trong G.  Đồ thị G được gọi là đồ thị nửa Euler nếu và chỉ nếu tồn tại một đường đi Euler trong G. 3 3 2 4 2 4 Đồ thị Euler (hiển nhiên cũng là đồ thị nửa Euler). 5 1 5 1 Đồ thị nửa Euler 6 Lý thuyết đồ thị 11/26/15 9
Định lý Euler  Định lý. Đồ thị vô hướng, liên thông G là đồ thị Euler nếu và chỉ nếu mọi đỉnh của nó đều có bậc chẵn.  Hệ quả. Đồ thị vô hướng, liên thông G là đồ thị nửa Euler nếu và chỉ nếu nó có không quá hai đỉnh bậc lẻ. Lý thuyết đồ thị 11/26/15 10
Thuật toán xây dựng chu trình Euler  Thuật toán Fleury  Bắt đầu từ một đỉnh bất kỳ của đồ thị và tuân theo các quy tắc sau:  Quy tắc 1. Khi đi qua một cạnh nào đó thì xóa nó đi và xóa luôn đỉnh cô lập, nếu có.  Quy tắc 2. Không bao giờ đi qua cầu (cạnh cắt) trừ phi không còn cách nào khác.  VD: Tìm chu trình Euler trong đồ thị sau: a b c d h g f e Lý thuyết đồ thị 11/26/15 11
Định lý Euler cho đồ thị có hướng  Định lý: Xét G là đồ thị có hướng, liên thông mạnh. Khi đó G là đồ thị Euler nếu và chỉ nếu mọi đỉnh của G đều có bán bậc ra bằng bán bậc vào. Lý thuyết đồ thị 11/26/15 12
Phần 3.2. Đồ thị Hamilton
Đường đi, chu trình Hamilton  Xét đồ thị G = .  Một đường đi trên đồ thị được gọi là đường đi Hamilton nếu nó đi qua tất cả các đỉnh, mỗi đỉnh một lần.  Một chu trình trên đồ thị được gọi là chu trình Hamilton nếu nó đi qua tất cả các đỉnh, mỗi đỉnh một lần. VD: Đồ thị sau có các đường đi và chu trình Euler là: 3 d1: 1 2 3 4 5 d2: 1 5 2 4 3 2 4 … C1: 1 2 3 4 5 1 1 5 C2: 2 5 1 4 3 2 … Lý thuyết đồ thị 11/26/15 14
Đồ thị Hamilton  Xét đồ thị G = .  Đồ thị G được gọi là đồ thị Hamilton nếu và chỉ nếu tồn tại một chu trình Hamilton trong G.  Đồ thị G được gọi là đồ thị nửa Hamilton nếu và chỉ nếu tồn tại một đường đi Hamilton trong G. 3 3 2 4 2 4 Đồ thị Hamilton (hiển nhiên cũng là đồ thị nửa Hamilton). 5 1 5 1 Đồ thị nửa Hamilton 6 Lý thuyết đồ thị 11/26/15 15
Một số kết quả trên đồ thị Hamilton  Định lý (Dirak, 1952). Xét G là đơn đồ thị vô hướng với n đỉnh (n>2). Nếu mỗi đỉnh của G đều có bậc không nhỏ hơn n/2 thì G là đồ thị Hamilton  Định lý (Dirak, 1952). Xét G là đơn đồ thị có hướng, liên thông mạnh với n đỉnh. Nếu mọi đỉnh của G đều có bán bậc ra và bán bậc vào không nhỏ hơn n/2 thì G là đồ thị Hamilton Lý thuyết đồ thị 11/26/15 16
Một số kết quả trên đồ thị Hamilton (tt)  Định lý.  Mọi đồ thị đấu loại là nửa Hamilton  Mọi đồ thị đấu loại, liên thông mạnh là Hamilton  Định lý (Ore, 1960). Cho đồ thị G có n đỉnh. Nếu hai đỉnh không kề nhau bất kỳ của G đều có tổng bậc không nhỏ hơn n thì G là đồ thị Hamilton. Nghĩa là: ( ∀u, v �� V , (u , v) E n) deg(u ) + deg(v) �� G Hamilton Lý thuyết đồ thị 11/26/15 17
Kiểm tra đồ thị Hamilton???  Các quy tắc để xác định chu trình Hamilton (H) của đồ thị:  Quy tắc 1: Nếu có 1 đỉnh bậc 2 thì hai cạnh của đỉnh này bắt buộc phải nằm trong H  Quy tắc 2: Không được có chu trình con (độ dài nhỏ hơn n) trong H  Quy tắc 3: Ứng với một đỉnh nào đó, nếu đã chọn đủ 2 cạnh vào H thì phải loại bỏ tất cả các cạnh còn lại (vì không thể chọn thêm)  Không có đỉnh cô lập hoặc đỉnh treo nào khi áp dụng quy tắc 3. Lý thuyết đồ thị 11/26/15 18
Kiểm tra đồ thị Hamilton (tt)  Đồ thị sau đây có Hamilton không? 1 2 3 5 6 4 7 8 9 Lý thuyết đồ thị 11/26/15 19