Diszkrét matematika II. gyakorlat

Hasonló dokumentumok
Gráfelméleti feladatok programozóknak

Síkgráfok. 1. Részgráfok, topológikus részgráfok, minorok

Síkbarajzolható gráfok, duális gráf

(6) (4) (2) (3) (11) (3) (5) (21) (9) (7) (3) (4) (4) (7) (4)

Gráfok színezése Diszkrét matematika 2009/10 sz, 9. el adás

Diszkrét matematika 2. estis képzés

GRÁFELMÉLET. 7. előadás. Javító utak, javító utak keresése, Edmonds-algoritmus

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

Algoritmusok bonyolultsága

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Euler tétel következménye 1:ha G összefüggő síkgráf és legalább 3 pontja van, akkor: e 3

Kombinatorika és gráfelmélet

Bevezetés a számításelméletbe II. 1. zh,

Síkgráfok (négyszín-tétel, Kuratowski-tétel, Euler-formula)

Bevezetés a számításelméletbe II. Zárthelyi feladatok április 23.

Diszkrét matematika 1. estis képzés

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Diszkrét matematika 2.

KOMBINATORIKA ELŐADÁS osztatlan matematikatanár hallgatók számára

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

Diszkrét matematika 2.

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

Gráfalgoritmusok és hatékony adatszerkezetek szemléltetése

Minimális feszítőfák Legyen G = (V,E,c), c : E R + egy súlyozott irányítatlan gráf. Terjesszük ki a súlyfüggvényt a T E élhalmazokra:

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Diszkrét matematika II. gyakorlat

Szabályos gráfok paraméterei

Gráfelmélet/Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. Síkgráfok Előadó: Hajnal Péter

Algoritmuselmélet. Bonyolultságelmélet. Katona Gyula Y.

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

Gráfelméleti alapfogalmak

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

Algoritmusok bonyolultsága

Bevezetés. 1. fejezet. Algebrai feladatok. Feladatok

Diszkrét matematika 2.

Síkbarajzolható gráfok Április 26.

1. tétel - Gráfok alapfogalmai

Gráfelméleti feladatok. c f

Bevezetés a számításelméletbe II. 2. zh, ben egy maximális párosítást és egy minimális lefogó csúcshalmazt.

Algoritmuselmélet. Gráfok megadása, szélességi bejárás, összefüggőség, párosítás. Katona Gyula Y.

ALAPOK. 1. Fejezet. 1.1 Fogalmak, jelölések

1. Szerencsére elmúlt a veszély, pánikra semmi ok. Luke Skywalker ugyan kivont lézerkarddal ment órára a jediképzőben, de a birodalmi gárda

Gubancok. Hajnal Péter. SZTE, Bolyai Intézet

GRÁFELMÉLET. 1. Alapfogalmak Definíciók: - irányítatlan és irányított gráf, csúcshalmaz, élhalmaz, szomszédsági reláció

Hálózati folyamok. Tétel: A maximális folyam értéke megegyezik a minimális vágás értékével.

Feladatok. 6. A CYK algoritmus segítségével döntsük el, hogy aabbcc eleme-e a G = {a, b, c}, {S, A, B, C}, P, S nyelvtan által generált nyelvnek!

E jegyzet célja, hogy a gráfelméletnek a kombinatorikus optimalizálás szempontjából legfontosabb eredményeit

Diszkrét matematika II. feladatok

Minimális feszítőfák Legyen G = (V,E,c), c : E R + egy súlyozott irányítatlan gráf. Terjesszük ki a súlyfüggvényt a T E élhalmazokra:

ELTE IK Esti képzés tavaszi félév. Tartalom

Diszkrét matematika 2. estis képzés

3. el adás: Determinánsok

A különböz lerajzolásokhoz különböz metszési szám tartozik: x(k 5, λ) = 5,

Diszkrét matematika 2.C szakirány

Gráfalgoritmusok: összefüggőség, párosítás páros gráfban

MATEK-INFO UBB verseny április 6.

Építésikivitelezés-Vállalkozás / 2: Gráftechnikai alapfogalmak VÁLLALKOZÁS. javított háttöltés

Bevezetés a számításelméletbe (MS1 BS)

Gráfelmélet/Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. Párosítások. 1. ábra.

EÖTVÖS LORÁND TUDOMÁNYEGYETEM TERMÉSZETTUDOMÁNYI KAR. Párosítások. BSc Szakdolgozat. Németh Kinga. Matematika BSc Elemző szakirány

HAMILTON ÚT: minden csúcson PONTOSAN egyszer áthaladó út

Algoritmuselmélet. Függvények nagyságrendje, elágazás és korlátozás, dinamikus programozás. Katona Gyula Y.

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

Diszkrét matematika 1. estis képzés

Diszkrét matematika 2.C szakirány

A változatlan. Invariánsok a matematikában. Szakács Nóra. Egyetemi Tavasz Bolyai Intézet

Algoritmuselmélet. Függvények nagyságrendje, elágazás és korlátozás, dinamikus programozás. Katona Gyula Y.

A számítástudomány alapjai

Alapfogalmak a Diszkrét matematika II. tárgyból

MM CSOPORTELMÉLET GYAKORLAT ( )

Diszkrét matematika 2.

Elmaradó óra. Az F = (V,T) gráf minimális feszitőfája G-nek, ha. F feszitőfája G-nek, és. C(T) minimális

Relációk. 1. Descartes-szorzat. 2. Relációk

Algoritmuselmélet 11. előadás

FELVÉTELI VIZSGA, július 21. Írásbeli próba MATEMATIKÁBÓL A. RÉSZ

angolul: greedy algorithms, románul: algoritmi greedy

Diszkrét matematika 2.C szakirány

(a b)(c d)(e f) = (a b)[(c d) (e f)] = = (a b)[e(cdf) f(cde)] = (abe)(cdf) (abf)(cde)

Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. 11. Előadás. Előadó: Hajnal Péter Jegyzetelő: Szarvák Gábor november 29.

Alapfogalmak II. Def.: Egy gráf összefüggő, ha bármely pontjából bármely pontjába eljuthatunk egy úton.

1. ZH javítókulcs ( ) felidézése nem jelenti automatikusan az adott pontszám megszerzését. Az adott részpontszám


Laták Ivett. Gráfparaméterek. Matematika alapszakos szakdolgozat

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2008/2009-es tanév első (iskolai) forduló haladók I. kategória

Láthatjuk, hogy az els szám a 19, amelyre pontosan 4 állítás teljesül, tehát ez lesz a legnagyobb. 1/5

1. Legyen egy háromszög három oldalának a hossza a, b, c. Bizonyítsuk be, hogy Mikor állhat fenn egyenlőség? Kántor Sándorné, Debrecen

A = {a 1,a 2,...,a 8 } és B = {b 1,b 2,...,b 8 }. Minden i,j 8 esetén az a i akkor legyen szomszédos b j -vel,

2) Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét! (3pont)

Kártyázzunk véges geometriával

Szakdolgozat. Írta: Hermann Gábor. Matematika BSc Alkalmazott matematikus szakirány. Kovács Erika Renáta MTA-ELTE Egerváry Jenő Komb. Opt. Kut. Csop.

VIII.4. PONT A RÁCSPONTOK? A feladatsor jellemzői

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

6. Előadás. 1. Párosítások Alapfogalmak Mohó algoritmus. Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2010/2011-es tanév 1. forduló haladók III. kategória

Koordinátageometria. M veletek vektorokkal grakusan. Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Matematika Tanszék 1

Diszkrét matematika 2. estis képzés

Számelmélet (2017. február 8.) Bogya Norbert, Kátai-Urbán Kamilla

1. Ábrázolja az f(x)= x-4 függvényt a [ 2;10 ] intervallumon! (2 pont) 2. Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét!

Átírás:

Diszkrét matematika II. gyakorlat 9. Gyakorlat Szakács Nóra Helyettesít: Bogya Norbert Bolyai Intézet 2013. április 11. Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 1 / 30

Tartalom 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 2 / 30

Tartalom Páros gráfok 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 3 / 30

1. Feladat Páros gráfok-e az alábbi gráfok? b G 1 G 2 a b c d f a e g c e f g h h d Tétel A következ k ekvivalensek: 1 G páros gráf. 2 G nem tartalmaz páratlan hosszú kört. 3 G 2-színezhet (χ(g) = 2)

Páros gráfok Módszer: mélységi bejárás && mohó színezés. a b c d e f g h a b g h e f c d Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 5 / 30

Tartalom Lefogó ponthalmaz, párosítás 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 6 / 30

Deníciók Lefogó ponthalmaz, párosítás Lefogó ponthalmaz Csúcsoknak egy L halmaza lefogó ponthalmaz, ha minden élnek valamelyik végpontja az L-ben van. Minimális lefogó ponthalmaz Csúcsoknak egy L halmaza minimális lefogó ponthalmaz, ha nincs nála kisebb elemszámú lefogó ponthalmaz. τ(g) τ(g) = min{ L : L lefogó ponthalmaz} Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 7 / 30

Lefogó ponthalmaz, párosítás G 1 d a b c Lefogó ponthalmazok: {a, b, c, d}, {a, b, c}, {a, b, d}, {a, c, d}, {b, c, d}, {c, d}. Min. lefog. ponthalm.: {c, d}. τ(g 1 ) = 2 Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 8 / 30

Deníciók Lefogó ponthalmaz, párosítás Független élhalmaz = Párosítás Éleknek egy M halmaza párosítás, ha nincs olyan pontja a gráfnak, ami két M-beli élnek is végpontja. Maximális független élhalmaz = Maximális párosítás Éleknek egy M halmaza maximális párosítás, ha nincs nála nagyobb elemszámú párosítás. ν(g) ν(g) = max{ M : M párosítás} Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 9 / 30

Lefogó ponthalmaz, párosítás G 1 d a b c Párosítások: {ac}, {ad}, {bc}, {bd}, {cd}, {ac, bd}, {ad, bc}. Max. párosítások: {ac, bd}, {ad, bc}. ν(g 1 ) = 2 Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 10 / 30

Lefogó ponthalmaz, párosítás Állítás Bármely G gráf esetén ν(g) τ(g). K nig-tétel Bármely G páros gráfra ν(g) = τ(g). a b g h e f c d Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 11 / 30

1. Feladat f e G 2 g h d c a b 1 Adjon meg a G 2 gráfban egy minimális lefogó ponthalmazt! 2 Adjon meg a G 2 gráfban egy maximális párosítást! 3 Adja meg a τ(g 2 ) és ν(g 2 ) értékét! Megoldás: 1 Min. lefogó ponthalmaz: {f, h, b, d}. 2 Max. párosítás: {ah, gf, ed, cb}. 3 τ(g 2 ) = ν(g 2 ) = 4.

Tartalom Párosítás keresése páros gráfban 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 13 / 30

Párosítás keresése páros gráfban Magyar-módszer (Hungarian method) Javító alternáló út Legyen M egy párosítás G -ben. Az e 1, e 2,... e 2k, e 2k+1 élek által meghatározott (gráfelméleti) út alternáló javító út M-re nézve, ha e i / M, ha i páratlan, és e i M, ha i páros. (Tehát a javító útban felváltva lépkedünk "nem M-beli" és "M-beli" éleken úgy, hogy "nem M-belivel" kezdünk, és ilyennel is fejezzük be.) Algoritmus M tetsz leges párosítás G -ben while létezik alternáló javító út M-re do U javító út élhalmaza M M U end while return M Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 14 / 30

Párosítás keresése páros gráfban d e f a b c Párosítás: M = Javító út: U =

Párosítás keresése páros gráfban d e f a b c Párosítás: M = {ae} Javító út: U =

Párosítás keresése páros gráfban d e f a b c Párosítás: M = {ae} Javító út: U = {da, ae, eb}

Párosítás keresése páros gráfban d e f a b c Párosítás: M = {da, eb} Javító út: U =

Párosítás keresése páros gráfban d e f a b c Párosítás: M = {da, eb} Javító út: U = {fa, ad, db, be, ec}

Párosítás keresése páros gráfban d e f a b c Párosítás: M = {fa, db, ec} Javító út: U = Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 15 / 30

Párosítás keresése páros gráfban G 3 G 4 e f g h g h i j k l a b c d a b c d e f 2. Feladat Keressen maximális párosítást a fenti G 3 és G 4 gráfokban a magyar-módszer segítségével! Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 16 / 30

Tartalom Síkgráfok 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 17 / 30

Deníciók Síkgráfok Síkgráf Egy G gráf síkgráf, ha lerajzolható úgy, hogy az élei ne messék egymást (az élek bels pontjában). K 5 K 3,3 Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 18 / 30

Tartalom Síkgráfok Wagner tétele 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 19 / 30

Deníciók Síkgráfok Wagner tétele Minor A H gráf a G gráf minorja, ha H megkapható G -b l élek és csúcsok élhagyásával illetve élek összehúzásával. h d f a e G g c b h d f a e G 1 g c d e G 2 c v G 3 c f f h g h g a a Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 20 / 30

Deníciók Síkgráfok Wagner tétele Minor A H gráf a G gráf minorja, ha H megkapható G -b l élek és csúcsok élhagyásával illetve élek összehúzásával. Wagner tétele Egy G gráf pontosan akkor síkgráf, ha nem tartalmaz K 5 -öt vagy K 3,3-at minorként. Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 20 / 30

Síkgráfok Wagner tétele 3. Feladat Döntse el, hogy az alábbi három gráf síkgráf-e! h e G 5 g f e h G 6 f g c G 7 f d c b e a b c d a b a d Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 21 / 30

Síkgráfok Wagner tétele 4. Feladat Síkgráf-e a Petersen-gráf? a e j f g b i h d c Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 22 / 30

Tartalom Síkgráfok Euler tétele 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 23 / 30

Síkgráfok Euler tétele Euler tétele Összefügg síkra rajzolt gráfra érvényes a T + V = E + 2, (1) összefüggés, ahol T a gráf tartományainak száma, E az éleinek száma és V a csúcsainak száma. Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 24 / 30

Síkgráfok Euler tétele 5 6 7 3 1 4 2 Euler tétele Összefügg síkra rajzolt gráfra érvényes a T + V = E + 2, (1) összefüggés, ahol T a gráf tartományainak száma, E az éleinek száma és V a csúcsainak száma. Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 24 / 30

Tartalom Síkgráfok Négyszín-tétel 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 25 / 30

Négyszín-tétel Négyszín-probléma (sejtés) (Francis Guthrie - 1852) Anglia megyéi kiszínezhet k 4 színnel a térképen. Minden síkgráf 4-színezhet? ábra : Tartományok színezése 4 színnel Ötszín-tétel (Heawood és Kempe - 1890) Hurokél nélküli G gráfra χ(g) 5.

Négyszín-tétel Négyszín-probléma (sejtés) (Francis Guthrie - 1852) Anglia megyéi kiszínezhet k 4 színnel a térképen. Minden síkgráf 4-színezhet? ábra : Tartományok színezése 4 színnel Négyszín-tétel (Appel és Haken - 1977) Hurokél nélküli G gráfra χ(g) 4.

Síkgráfok Négyszín-tétel a G 8 e b c 5. Feladat Páros gráf-e? τ(g 8 )? ν(g 8 )? χ(g 8 )? Maximális párosítás? Síkgráf-e? (Ha igen mennyi a tartományainak száma?) d Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 27 / 30

Tartalom Vizsgafeladatok 1 Páros gráfok 2 Lefogó ponthalmaz, párosítás 3 Párosítás keresése páros gráfban 4 Síkgráfok Wagner tétele Euler tétele Négyszín-tétel 5 Vizsgafeladatok Bogya Norbert (Bolyai Intézet) Diszkrét matematika II. gyakorlat 2013. április 11. 28 / 30

Vizsgafeladatok