Feladatok, amelyek gráfokkal oldhatók meg 1) A königsbergi hidak problémája (Euler-féle probléma) a



Hasonló dokumentumok
Gráfelméleti feladatok. c f

Diszkrét matematika 1. estis képzés

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Gráfelmélet. I. Előadás jegyzet (2010.szeptember 9.) 1.A gráf fogalma

Diszkrét matematika 2. estis képzés

1. tétel - Gráfok alapfogalmai

Gráfelméleti alapfogalmak

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Diszkrét matematika 2.C szakirány

24. tétel. Kombinatorika. A grá fok.

Diszkrét matematika 2.

Diszkrét matematika 2. estis képzés

1. Gráfmodellek. 1.1 Königsbergi hidak (Euler, 1736)

Adatszerkezetek 2. Dr. Iványi Péter

Diszkrét matematika 2.C szakirány

EGYSZERŰ, NEM IRÁNYÍTOTT (IRÁNYÍTATLAN) GRÁF

22. GRÁFOK ÁBRÁZOLÁSA

ELTE IK Esti képzés tavaszi félév. Tartalom

Gráfelméleti alapfogalmak

Diszkrét matematika 1. estis képzés

Gráfelméleti alapfogalmak-1

Diszkrét matematika 2.

Diszkrét matematika 2.

SzA II. gyakorlat, szeptember 18.

1. Gráfelmélet alapfogalmai

graf 2007/11/20 16:16 page 1 #1 BABEŞ-BOLYAI TUDOMÁNYEGYETEM KOLOZSVÁR MATEMATIKAI ÉS INFORMATIKAI KAR Kása Zoltán Gráfalgoritmusok

HAMILTON KÖR: minden csúcson PONTOSAN egyszer áthaladó kör. Forrás: (

HAMILTON ÚT: minden csúcson PONTOSAN egyszer áthaladó út

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria III.

Ramsey-féle problémák

Diszkrét matematika 2 (C) vizsgaanyag, 2012 tavasz

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Síkbarajzolható gráfok Április 26.

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Feladatok Házi feladat. Keszeg Attila

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Adatszerkezetek II. 1. előadás

1. Részcsoportok (1) C + R + Q + Z +. (2) C R Q. (3) Q nem részcsoportja C + -nak, mert más a művelet!

Diszkrét Matematika GYAKORLAT, Levelező MSc hallgatók számára. 3. Feladatsor

Algoritmusok bonyolultsága

16. tétel Egybevágósági transzformációk. Konvex sokszögek tulajdonságai, szimmetrikus sokszögek

Diszkrét matematika 2.C szakirány

A relációelmélet alapjai

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Háromszögek, négyszögek, sokszögek 9. évfolyam

1. Az ábrán látható táblázat minden kis négyzete 1 cm oldalhosszúságú. A kis négyzetek határvonalait akarjuk lefedni. Meg lehet-e ezt tenni

Megoldások 7. gyakorlat Síkgráfok, dualitás, gyenge izomorfia, Whitney-tételei

Sali Attila Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. I. B. 137/b március 16.

Diszkrét matematika 2.

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Készítette: Ernyei Kitti. Halmazok

2012. október 2 és 4. Dr. Vincze Szilvia

Sorozatok I. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

Geometria. a. Alapfogalmak: pont, egyenes, vonal, sík, tér (Az alapfogalamakat nem definiáljuk)

RE 1. Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

KOMBINATORIKA ElŐADÁS Matematika BSc hallgatók számára. Klikkek gráfokban-1. Definíció. Egy G gráfban egy K V(G) csúcshalmazt klikknek nevezünk, ha K

Matematika. Számonkérés. Írásbeli vizsga januárban. 1. konzultáció. Irodalom

III. Gráfok. 1. Irányítatlan gráfok:

Itt és a továbbiakban a számhalmazokra az alábbi jelöléseket használjuk:

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Halmazelméleti alapfogalmak

17. előadás: Vektorok a térben

Leképezések. Leképezések tulajdonságai. Számosságok.

Diszkrét matematika II. feladatok

Gráf csúcsainak színezése. The Four-Color Theorem 4 szín tétel Appel és Haken bebizonyították, hogy minden térkép legfeljebb 4 színnel kiszínezhető.

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

1. tétel. 1. Egy derékszögű háromszög egyik szöge 50, a szög melletti befogója 7 cm. Mekkora a háromszög átfogója? (4 pont)

Alapfogalmak. Ha a gráf valamely két csúcsát egynél több él köti össze, akkor azt többszörös élnek nevezzük.

Síkba rajzolható gráfok

Gráfelméleti alapfogalmak

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé. (Albert Einstein) Halmazok 1

SzA X/XI. gyakorlat, november 14/19.

Diszkrét matematika 2.

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Algoritmusok bonyolultsága

SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY ALAPJAI

Gráfelmélet Megoldások

Érdemes egy n*n-es táblázatban (sorok-lányok, oszlopok-fiúk) ábrázolni a két színnel, mely éleket húztuk be (pirossal, kékkel)

Exponenciális, logaritmikus függvények

KOMBINATORIKA ELŐADÁS osztatlan matematikatanár hallgatók számára

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé.

1. Mellékosztály, Lagrange tétele

Bevezetés a számításelméletbe (MS1 BS)

Javító és majdnem javító utak

Halmazelmélet. 1. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Halmazelmélet p. 1/1

Algoritmuselmélet. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. 13.

2014. november Dr. Vincze Szilvia

Gráfelmélet jegyzet 2. előadás

Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára 7. Előadás Párosítási tételek Előadó: Hajnal Péter Jegyzetelő: Kovácsházi Anna

Algoritmuselmélet. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. 12.

2. csoport, 8. tétel: Gráfok

A zsebrádiótól Turán tételéig

Bonyolultságelmélet gyakorlat 06 Gráfos visszavezetések II.

Diszkrét matematika I.

2014. szeptember 24. és 26. Dr. Vincze Szilvia

DISZKRÉT MATEMATIKA 2

Átírás:

Feladatok, amelyek gráfokkal oldhatók meg ) A königsbergi hidak problémája (Euler-féle probléma) a b d c A megfelelő gráf: d a b c ) Egy szórakoztató feladat (Hamilton-féle probléma) Helyezzük el az,,,..., 9 számokat egy körön úgy, hogy bármelyik két szomszédos szám összege ne legyen osztható sem -mal, sem -tel és sem 7-tel. 6 9 8 9 8 7 4 4 6 7

) Még egy szórakoztató feladat Egy legalább hat személyből álló csoportban mindig van három, akik kölcsönösen ismerik egymást vagy három, akik egyáltalán nem ismerik egymást. x x x x 4 x x 6 Színezzük ki az x i és x j közötti élt pirossal ha x i és x j ismerik egymást, és színezzük ki kékkel, ha nem ismerik egymást. A feladat így is megfogalmazható: ha egy legalább hatpontú gráf bármelyik két pontja piros vagy kék éllel van összekötve, akkor van a gráfban vagy piros vagy kék háromszög. x legalább három ponttal ugyanolyan színű éllel van összekötve (piros vagy kék). Legyenek ezek: x, x, x 4 és legyen mindegyik él piros. Ha x és x piros éllel van összekötve, akkor van a gráfban piros háromszög. Ugyanez áll az x és x 4, valamint az x és x 4 pontokra is. (Ezek a piros háromszögek x, x, x vagy x, x, x 4 vagy x, x, x 4 ). Ha egyik eset sem áll fenn, akkor a fenti élek mindegyike kék, tehát ekkor van kék háromszög (x, x, x 4 ). Értelmezések A B = {(a, b) a A, b B} rendezett elemek halmaza A B = {{a, b} a A, b B vagy a B, b A} rendezetlen elemek halmaza Megjegyzés: {a, b} nem halmaz, mivel a és b nem feltétlenül különbözőek.

A gráf gráf G = (V, E, G), ahol V a szögpontok (vagy csúcsok vagy pontok) halmaza, E az élek halmaza és G : E V V Ha V =, akkor üres gráfról beszélünk. Használjuk a következő jelölést: G = (V (G), E(G), G(G)). n = V a G gráf rendje m = E a G gráf nagysága G egy (n, m) gráf Ha G(e ) = G(e ) akkor e és e párhuzamos élek (többszörös élek). Ha G(e) = {a, a} aakor e hurok. Ha G(e) = {a, b}, akkor a és b az e éllel vannak összekötve, a és b szomszédosak (e illeszkedik a-hoz és b-hez) Az a és b szögpontokat összekötő élek halmaza: G (a, b) = {e E G(e) = {a, b}}. Legyen x a G egy szögpontja. szögpontok halmaza: vagy N G (x) = {y V (G) e E(G), G(e) = {x, y}} N G (x) = {y V (G) G (x, y).} N G (x) vagy N(x) az x-szel szomszédos A G gráfban az x szögponthoz illeszkedő (nem hurok) élek halmaza: I G (x) = {e E(G) y V (G), y x, G(e) = {x, y}} Az x-hez illeszkedő hurokélek halmaza: L G (x) = {e E(G) G(e) = {x, x}} Az x szögpont foka, amelynek jelölése ϕ(x), az x-hez illeszkedő élek száma (A hurkot kétszer számítjuk). ϕ(x) = I G (x) + L G (x). Ha ϕ(x) = 0, akkor x izolált szögpont. Ha ϕ(x) =, akkor x végpont vagy levél. A többszörös él és hurok nélküli gráfot egyszerű gráfnak nevezzük. A G egyszerű gráfban G (a, b) minden a, b V és G (a, a) = minden a V, így G(e) = {a, b} helyett használhatjuk az {a, b} jelölést az egyetlen élre. Ebben az esetben a gráf jelölése: G = (V, E).

Az egyszerű gráfban az x foka (ϕ(x) vagy ϕ G (x) egyenlő az N G (x) halmaz elemszámával:: ϕ(x) = N G (x). Példák. e G e e e e gráf 4 e 6 4 e 7 V (G ) = {,,, 4, }, E(G ) = {e, e, e, e 4, e, e 6, e 7 }, G(e ) = G(e ) = G(e ) = {, 4}, G(e 4 ) = {, 4}, G(e ) = {, }, G(e 6 ) = {, }, G(e 7 ) = {, 4}. deg() = 4, deg() =, deg() =, deg(4) =, deg() = 0. a b c G egyszerű gráf e d V (G ) = {a, b, c, d, e}, E(G ) = { {a, c}, {a, d}, {b, c}, {b, e}, {b, d}{e, d} } Ha egy gráfban minden szögpont foka ugyananyi (r), akkor a gráf reguláris vagy r-reguláris.a következő gráf (7,4) 4-reguláris gráf. 4

Ha egy egyszerú gráfban bármelyik két szögpont szomszédos, akkor az teljes gráf. Az n szögpontú teljes gráf jelölése: K n. K K K K 4 K A G = (V, E) egyszerű gráf komplementuma a G = (V, E) egyszerű gráfnak, ha V = V és E = { {a, b} {a, b} E }. 4 4 G G Ha a G gráf n szögpontú, akkor E(G) E(G) = E(K n ). A G és G egyszerű gráfok izomorfak ha létezik egy φ : V (G ) V (G ) bijektiív függvény úgy hogy ha {a, b} E(G ), akkor {φ(a), φ(b)} E(G ). Tetszőleges gráfokra is értelemzhetjük az izomorfizmust. izomorfak, ha létezik agy A G és G gráfok φ : V (G ) V (G ) bijektív függvény, amelyre G (a, b) = G (φ(a), φ(b)) minden a, b V (G ). Példa izomorf gráfokra

x x 6 x a b c x x 4 x A φ föggvény a következő: G G x a b c φ(x) x x x x x 6 x 4 Izomorf gráfokban ϕ(x)=ϕ ( φ(x) ) minden x V (G ). Irányított gráf irányított gráf G = (V, E, G), ahol V szögpontok (vagy csúcsok vagy pontok) halmaza, E irányított élek halmaza és G : E V V e a e b e e 4 e e e 6 c d e 7 e 8 A fenti irányított gráfban az e és e párhuzamosak, de e 6 és e 8 nem. Legyen G egy irányított gráf. N be G (y) = {x V ( G) G (x, y) } N ki G (y) = {z V ( G) G (y, z) } Az x be-foka az x-be befutó élek száma, az x ki-foka az x-ből kifutó élek száma. Egyszerű irányított gráfokra: Az x be-foka: ϕ be (x) = N be (x) 6

és az x ki-foka: ϕ ki (x) = N ki (x). Gráfok ábrázolása ) értelmezés szerint ) geometriai ábrázolás ) szomszédsági mátrix G = (E, V, G), V = {x, x,..., x n } A = (a ij ) i,j=,n szomszédsági mátrix, ahol { G a ij = (x i, x j ) if i j G (x i, x j ) if i = j Példa: x x x x 4 A = 0 0 0 0 0 0 ϕ(x i ) = n a ij, minden i =,,..., n j= Az egyszerű gráf szomszédsági mátrixában csupa 0 és szerepelnek. Irányított gráf esetében a definíció ugyanaz. 4) illeszkedési mátrix G = (E, V, G), V = {x, x,..., x n }, E = {e, e,..., e m } B = (b ij ) i=,n,j=,m, ha x i illeszkedik e j -hez és e j nem hurok b ij = ha x i illeszkedik e j -hez és e j hurok 0 ha x i nem illeszkedik e j -hez 7

x e e e x e 4 x e x 4 e 6 e 7 B = e e e e 4 e e 6 e 7 x 0 0 0 0 x 0 0 0 0 x 0 0 x 4 0 0 0 0 ) listák a) x x x x 4 x x x x x x x x x 4 x 4 x 4 x x x láncolt listák b) x x x 4 x x x x x x x 4 x 4 x x x c) x x x 4 x x x x x x x 4 x 4 x x x 4 7 Tulajdonságok: ) G = (V, E, G), E(G) = m, akkor x V (G) ) A páratlan fokú szögpontok száma páros. ϕ(x) = m. ) Minden egyszerű gráfban van legalább két azonos fokú szögpont. Bizonyítás a skatulyaelvvel. Ha V (G) = n, akkor a fokszámok csak 0,,..., n vagy,,..., n lehetnek. 8