Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Лемма о рукопожатиях

1481 байт добавлено, 00:12, 31 января 2017
м
ё
 == Лемма о рукопожатиях ====== Неориентированный граф ==== 
{{Лемма
|statement=
Сумма степеней всех вершин графа (или мультиграфа без петель) — четное чётное число, равное удвоенному числу реберрёбер:<br /> <tex> \sum\limits_{v\in V(G)} deg\ v=2 \cdot|E(G)|</tex> 
|proof=
[[Файл:undir_grap.png|thumb|300px| <tex>deg(1)+...+deg(6)=16=2|E|</tex>]]Возьмем пустой граф. Сумма степеней вершин такого графа равна нулю. При добавлении ребра, связывающего любые две вершины, сумма всех степеней увеличивается на 2 единицы. Таким образом, сумма всех степеней вершин четна чётна и равна удвоенному числу реберрёбер.}}Например, для следующего графа выполнено: <tex>deg(1)+\ldots+deg(6)=16=2\cdot|E|</tex>
[[Файл:undir_grap.png]]
'''Следствие 1.''' В любом графе число вершин нечётной степени чётно.
'''Следствие 12.'''В любом Число рёбер в полном графе число вершин нечетной степени четно<tex dpi=150>\frac{n\cdot(n-1)}{2} </tex>.
''Следствие 2'' Число ребер в полном графе <tex>\frac{n(n-1)}{2} <br /tex>
}}<br />==== Ориентированный граф ====
{{Лемма
|statement=
Сумма входящих и исходящих степеней всех вершин ориентированного графа — четное чётное число, равное удвоенному числу реберрёбер:<br /> <tex>\sum\limits_{v\in V(G)} deg^{-}\ v \; + \sum\limits_{v\in V(G)} deg^{+}\ v=2 \cdot |E(G)| </tex>
|proof=
[[Файл:dir_grap.png|thumb|300px| <tex>deg^{-}+deg^{+}=10=2\cdot |E|</tex>]]Аналогично доказательству леммы о рукопожатиях неориентированном графе. То есть возьмем пустой граф и будем добавлять в него рёбра. При этом каждое добавление ребра увеличивает на единицу сумму входящих и на единицу сумму исходящих степеней. Таким образом, сумма входящих и исходящих степеней всех вершин ориентированного графа чётна и равна удвоенному числу рёбер.
}}
==== Бесконечный граф ====
[[Файл:inf_grap.png|thumb|300px|right|Пример бесконечного графа, в котором не выполняется лемма]]
В бесконечном графе лемма не работает, даже в случае с конечным числом вершин нечетной нечётной степени. Покажем это на примере. При выборе бесконечного пути из вершины <tex> V </tex> (см. рисунок справа) имеем путь, в котором все вершины кроме стартовой имеют чётную степень, что противоречит следствию из леммы.
При выборе бесконечного пути из вершины == Регулярный граф =={{Определение|definition=Граф называется '''регулярным''', если степени всех его вершин равны.}}{{Утверждение|statement=В регулярном графе с <tex> n </tex> вершинами ровно <texdpi=150> V \frac{k\cdot n}{2} </tex> (см. рисунок справа) имеем путь, в котором все вершины кроме стартовой имеют четную степень, что противоречит следствию из леммырёбер.
==== Регулярный граф ====В графе с <tex> n </tex> вершинами, степени которых равны <tex> k</tex> (регулярный граф), ровно <tex>\frac{kn}{2} </tex> ребер.
''Следствие'' Если степень каждой вершины нечетна и равна <tex> k</tex>, то количество ребер кратно <tex> k </tex>.
 {{Утверждение|statement=Если степень каждой вершины нечётна и равна <tex> k</tex>, то количество рёбер кратно <tex> k </tex>.|proof= [[Файл:reg_grap.png|thumb|300px|right|Регулярный граф с <tex dpi=140>\frac{k\cdot n}{2} = \frac{3\cdot 6}{2}=9 </tex> рёбрами ]]Действительно, так как степень каждой вершины нечётна, то число вершин в графе чётно(так сумма степеней всех вершин чётна). Пусть <tex> n = 2\cdot r </tex>, то равенство принимает вид <tex dpi=150>|E| =\frac{k\cdot n}{2} = \frac{2\cdot k\cdot r}{2}=k\cdot r </tex>, то есть количество рёбер кратно <tex> k</tex>.}} == Источники информации ==
* Lecture Notes on Graph Theory By Tero Harju, Department of Mathematics University of Turku, 2011 — с. 7-8
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Handshaking_lemma Handshaking lemma — Wikipedia]
[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Основные определения теории графов]]

Навигация