Programozó-matematikus gráfelmélet gyakorlat

 

Szeptember 24.

  Válasz a múlt órán elhangzott otthoni gondolkodnivalóra:

A 3 pontú egyszerû gráfok izomorfiatípusainak száma: 4.

A 4 pontú egyszerû gráfok izomorfiatípusainak száma: 11.

A 5 pontú egyszerû gráfok izomorfiatípusainak száma: 34.

További adatok:

A 6 pontú egyszerû gráfok izomorfiatípusainak száma: 156.

A 7 pontú egyszerû gráfok izomorfiatípusainak száma: 1044.

A 8 pontú egyszerû gráfok izomorfiatípusainak száma: 12346.

A 9 pontú egyszerû gráfok izomorfiatípusainak száma: 274668.

Kis pontszám esetén a munkánkat nagyban megkönnyíti, hogy ha az élszámot egy rendezõ elvként követjük. Továbbá észrevesszük, hogy a k élû gráfok és az n(n-1)/2-k élû gráfok izomorfiatípusainak száma egyenlõ. Ezt a komplementer gráf fogalmának bevezetésével tehetjük pontossá.

Definíció: Egy G egyszerû gráf komplementere az a gráf, amley csúcshalmaza V(G) és két pont akkor és csak akkor van összekötve, ha G-ben nincs összekötve.

Fokszámsorozatok

 

Definíció: Egy gráf fokszámsorozata pontjai fokszámáinak rendezett (növekvõ) sorozata.

1. feladat: Lehet-e 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 egy gráf fokszámsorozata?

2. feladat: Lehet-e 0,1,2,3,4,5,6,7,8 egy gráf fokszámsorozata?

3. feladat: Lehet-e 0,1,2,3,4,5,6,7,8 egy egyszerû gráf fokszámsorozata?

4. feladat: Legyen S egy ponthalmaz a G gráfban. Fejezzük ki az S-beli pontok fokszámainak összegét.

Válasz: Az S-beli élek számának kétszereséhez hozzáadva az S-beli pontokat az S-en kívüli pontokkal összekötõ élek számát.

Definíció: Egy G gráfot páros gráfnak nevezünk, ha pontjai két diszjunkt osztályba vannak sorolva úgy, hogy tetszõleges él két végpontja különbözõ osztályba esik.

Megjegyzés: Az elõzõ feladatból (de józan gondolkodással is egyszerûen) adódik, hogy egy páros gráfra az egy-egy csuc'sosztályba esõ csúcsok fokszámainak összege azonos és egyenlõ az élek számával.

5. feladat: Lehet-e 3,3,3,3,3,3,4,6,6,6,6,6,6,6 egy páros gráf fokszámsorozata?

Összefüggõség, fák

 

6. feladat: Bizonyítsuk be, hogy minden G egyszerû gráf esetén G vagy komplementere összefüggõ.

7. feladat: Bizonyítsuk be, hogy ha egy 2n pontú egyszerû gráf minden foka legalább n, akkor a gráf összefüggõ.

Otthoni munkára javaslat: Gondolkozzunk az utolsó feladaton, amely megoldására nem volt idõ.