图论第一讲:图的基本概念 总结

本文总结了图论第一次课的重点内容

1. 图论的发展历史

起源:

  • 哥尼斯堡七桥问题(1736年)

缓慢发展:19世纪中叶~20世纪中叶

  • 其中出现了:周游世界问题(哈密尔顿问题,1857年),四色问题(地图染色问题,1852年),第一本图论著作(哥尼,1936年)

快速发展:

  • 二十世纪中叶至今

重点1:

欧拉图问题(七桥问题)容易:通过图(无向图有向图)中所有边且每边仅通过一次通路(回路),相应的回路称为欧拉回路。具有欧拉回路的图称为欧拉图(Euler Graph),具有欧拉通路而无欧拉回路的图称为半欧拉图

哈密尔顿图难:通过图G的每个结点一次,且仅一次的通路(回路),就是哈密顿通路(回路)。存在哈密顿回路的图就是哈密顿图。

2. 图的定义与基本概念

2.1. 图的定义

G=(V,E),其中V是顶点集(vertex),E是边集(edge)。

重点2:

表示无向边最好用{v1,v2},表示有向边最好用<v1,v2>; (v1,v2)的含义存在争议。

2.2 图的相关概念

有限图:顶点集和边集均有限的图;

注:无限图也大量存在。如整数集上表示整除关系的图就大量存在;但本课程只涉及有限图

平凡图: 只有一个顶点的图。

重点3:

平凡图能不能有环暂时还存在争议,万一考试考了认为不能有环!考试前记得解决

空图:只有点没有边的图;

n阶图:顶点数为n的图;

(n,m)图:顶点数为n,边数为m的图;

边的重数:连接爱你哥哥相同顶点的边的条数称为边的充数;

重边:重数大于1的边称为重边;

环:端点重合的边;

简单图:无环无重边的图;

复合图:不是简单图的图;

注:很多结论要注意是针对简单图的,使用时应注意条件!

顶点u与v相邻接;规定,一个顶点与其自身是邻接的。

边e1与边e2相邻接。

2.3  图的同构

重点4 图的同构的定义

如果两个图,其顶点数相同,边数相同,结构形式也相同,则两个图同构;

设图G1=(V1,E1), G2=(V2,E2),若在其顶点集合间存在双射,使得边之间存在如下关系:u1v1属于E1当且仅当u2v2属于E2,且u1v1与u2v2重数相同。则G1与G2同构。

例:4个顶点的非同构的所有简单图有多少个?

思路:按边数从0~C42=6依次讨论。

图的同构的判定:很难的问题,是不是NP难尚存在争议。

参考:

张先迪等《图论及其应用》

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