Теоретико-множественные операции над графами — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
(→‎Леммы)
Строка 21: Строка 21:
 
|definition =
 
|definition =
 
'''Произведением''' (англ. ''cartesian product'') <tex>G_1 \times G_2</tex> называется граф с множеством вершин <tex>V</tex> равным декартовому произведению <tex>V_1 \times V_2</tex>. Множество ребер <tex>X</tex> определяется следующим образом:
 
'''Произведением''' (англ. ''cartesian product'') <tex>G_1 \times G_2</tex> называется граф с множеством вершин <tex>V</tex> равным декартовому произведению <tex>V_1 \times V_2</tex>. Множество ребер <tex>X</tex> определяется следующим образом:
−
Рассмотрим любые две вершины <tex>u=(u_1, u_2)</tex> и <tex>v=(v_1, v_2)</tex> из <tex>V=V_1 \times V_2</tex>.
+
* рассмотрим любые две вершины <tex>u=(u_1, u_2)</tex> и <tex>v=(v_1, v_2)</tex> из <tex>V=V_1 \times V_2</tex>,
−
Вершины <tex>u</tex> и <tex>v</tex> [[Основные_определения_теории_графов|смежны]] в <tex>G=G_1 + G_2</tex> тогда и только тогда, когда (<tex>u_1 = v_1</tex>, а <tex>u_2</tex> и <tex>v_2</tex> - смежные) или (<tex>u_2 = v_2</tex>, а <tex>u_1</tex> и <tex>v_1</tex> - смежные).
+
* вершины <tex>u</tex> и <tex>v</tex> [[Основные_определения_теории_графов|смежны]] в <tex>G=G_1 + G_2</tex> тогда и только тогда, когда (<tex>u_1 = v_1</tex>, а <tex>u_2</tex> и <tex>v_2</tex> — смежные) или (<tex>u_2 = v_2</tex>, а <tex>u_1</tex> и <tex>v_1</tex> — смежные).
 
}}
 
}}
 
[[Файл:произведение.png|thumb|1100px|center]]
 
[[Файл:произведение.png|thumb|1100px|center]]
Строка 30: Строка 30:
 
|definition =
 
|definition =
 
'''Композицией''' (англ. ''lexicographical product'') <tex>G_1[G_2]</tex> называется граф с множеством вершин <tex>V</tex> равным декартовому произведению <tex>V_1 \times V_2</tex>. Множество ребер <tex>X</tex> определяется следующим образом:
 
'''Композицией''' (англ. ''lexicographical product'') <tex>G_1[G_2]</tex> называется граф с множеством вершин <tex>V</tex> равным декартовому произведению <tex>V_1 \times V_2</tex>. Множество ребер <tex>X</tex> определяется следующим образом:
−
Так же рассмотрим любые две вершины <tex>u=(u_1, u_2)</tex> и <tex>v=(v_1, v_2)</tex> из <tex>V=V_1 \times V_2</tex>.
+
* так же рассмотрим любые две вершины <tex>u=(u_1, u_2)</tex> и <tex>v=(v_1, v_2)</tex> из <tex>V=V_1 \times V_2</tex>,
−
Вершины <tex>u</tex> и <tex>v</tex> смежны в <tex>G=G_1 + G_2</tex> тогда и только тогда, когда (<tex>u_1</tex> и <tex>v_1</tex> - смежные) или (<tex>u_1 = v_1</tex>, а <tex>u_2</tex> и <tex>v_2</tex> - смежные).
+
* вершины <tex>u</tex> и <tex>v</tex> смежны в <tex>G=G_1 + G_2</tex> тогда и только тогда, когда (<tex>u_1</tex> и <tex>v_1</tex> — смежные) или (<tex>u_1 = v_1</tex>, а <tex>u_2</tex> и <tex>v_2</tex> — смежные).
 
}}
 
}}
 
[[Файл:композиция.png|thumb|1100px|center]]
 
[[Файл:композиция.png|thumb|1100px|center]]
Строка 71: Строка 71:
 
Следовательно каждое ребро графа <tex>G</tex> соединяет вершины разного цвета, значит <tex>G</tex> двудольный.  
 
Следовательно каждое ребро графа <tex>G</tex> соединяет вершины разного цвета, значит <tex>G</tex> двудольный.  
 
}}
 
}}
 +
 +
==См. также==
 +
* [[Дополнительный, самодополнительный граф]]
 +
* [[Дерево, эквивалентные определения]]
  
 
== Источники информации ==
 
== Источники информации ==
 
* Харари Ф. Теория графов / пер. с англ. — изд. 1-ое, с.35
 
* Харари Ф. Теория графов / пер. с англ. — изд. 1-ое, с.35

Версия 14:17, 12 января 2015

Определения

Пусть графы [math]G_1[/math] и [math]G_2[/math] имеют непересекающиеся множества вершин [math]V_1[/math] и [math]V_2[/math] и непересекающиеся множества ребер [math]X_1[/math] и [math]X2[/math].

Объединение

Определение:
Объединением (англ. union) [math]G_1 \cup G_2[/math] называется граф, множеством вершин которого является [math]V=V_1 \cup V_2[/math], а множество ребер [math]X=X_1 \cup X_2[/math].

Соединение

Определение:
Соединением (англ. graph join) [math]G_1 + G_2[/math] называется граф, который состоит из [math]G_1 \cup G_2[/math] и всех ребер, соединяющих [math]V_1[/math] и [math]V_2[/math].
Соединение.png

Произведение

Определение:
Произведением (англ. cartesian product) [math]G_1 \times G_2[/math] называется граф с множеством вершин [math]V[/math] равным декартовому произведению [math]V_1 \times V_2[/math]. Множество ребер [math]X[/math] определяется следующим образом:
  • рассмотрим любые две вершины [math]u=(u_1, u_2)[/math] и [math]v=(v_1, v_2)[/math] из [math]V=V_1 \times V_2[/math],
  • вершины [math]u[/math] и [math]v[/math] смежны в [math]G=G_1 + G_2[/math] тогда и только тогда, когда ([math]u_1 = v_1[/math], а [math]u_2[/math] и [math]v_2[/math] — смежные) или ([math]u_2 = v_2[/math], а [math]u_1[/math] и [math]v_1[/math] — смежные).
Произведение.png

Композиция

Определение:
Композицией (англ. lexicographical product) [math]G_1[G_2][/math] называется граф с множеством вершин [math]V[/math] равным декартовому произведению [math]V_1 \times V_2[/math]. Множество ребер [math]X[/math] определяется следующим образом:
  • так же рассмотрим любые две вершины [math]u=(u_1, u_2)[/math] и [math]v=(v_1, v_2)[/math] из [math]V=V_1 \times V_2[/math],
  • вершины [math]u[/math] и [math]v[/math] смежны в [math]G=G_1 + G_2[/math] тогда и только тогда, когда ([math]u_1[/math] и [math]v_1[/math] — смежные) или ([math]u_1 = v_1[/math], а [math]u_2[/math] и [math]v_2[/math] — смежные).
Композиция.png

Леммы

Лемма (о произведении регулярных графов):
[math]G_1[/math] и [math]G_2[/math] — регулярные графы. Тогда [math]G = G_1 \times G_2[/math] — регулярный граф.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]

Пусть степень графов [math]G_1[/math] и [math]G_2[/math] будут [math]k_1[/math] и [math]k_2[/math] соответственно.

Рассмотрим любую вершину графа [math]G[/math]: у нее [math]k_1 + k_2[/math] смежных вершин. Значит граф [math]G[/math] регулярный.
[math]\triangleleft[/math]
Лемма (о композиции регулярных графов):
[math]G_1[/math] и [math]G_2[/math] — регулярные графы. Тогда [math]G = G_1[G_2][/math] — регулярный граф.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]

Пусть степень графов [math]G_1[/math] и [math]G_2[/math] будут [math]k_1[/math] и [math]k_2[/math] соответственно.

Рассмотрим любую вершину графа [math]G[/math]: у нее [math]|V_2| \cdot k_1 + k_2[/math] смежных вершин. Значит граф [math]G[/math] регулярный.
[math]\triangleleft[/math]
Лемма (о произведении двудольных графов):
[math]G_1[/math] и [math]G_2[/math] — двудольные графы. Тогда [math]G = G_1 \times G_2[/math] — двудольный граф.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]

Пусть цвет [math]c[/math] левых долей [math]G_1[/math] и [math]G_2[/math] будет <text>0</tex>, а правых [math]1\lt /text\gt . А цвет каждой вершины \lt tex\gt v = (v_1, v_2)[/math] графа [math]G[/math] будет равен [math]c(v) = (c(v_1) + c(v_2)) mod 2[/math].

Рассмотрим любую пару смежных вершин [math]u = (u_1, u_2)[/math] и [math]v = (v_1, v_2)[/math] из графа [math]G[/math], два случая:

  1. [math]u_1 = v_1[/math], [math]u_2[/math] и [math]v_2[/math] — смежные, значит [math]c(u_1) = c(v_1)[/math] и [math]с(u_2) \ne c(v_2)[/math], из этого следует [math]c(u) \ne c(v)[/math],
  2. [math]u_2 = v_2[/math], [math]u_1[/math] и [math]v_1[/math] — смежные, аналогично следует [math]c(u) \ne c(v)[/math].
Следовательно каждое ребро графа [math]G[/math] соединяет вершины разного цвета, значит [math]G[/math] двудольный.
[math]\triangleleft[/math]

См. также

Источники информации

  • Харари Ф. Теория графов / пер. с англ. — изд. 1-ое, с.35
Источник — «http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Теоретико-множественные_операции_над_графами&oldid=44274»