Отношение вершинной двусвязности — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
м (rollbackEdits.php mass rollback)
 
(не показана 31 промежуточная версия 9 участников)
Строка 2: Строка 2:
 
{{Определение
 
{{Определение
 
|definition=
 
|definition=
Два ребра [[Основные определения: граф, ребро, вершина, степень, петля, путь, цикл|графа]] называются '''вершинно двусвязными''', если существуют вершинно непересекающиеся пути, соединяющие их концы.
+
Два ребра [[Основные определения: граф, ребро, вершина, степень, петля, путь, цикл|графа]] называются '''вершинно двусвязными''' (англ. ''vertex biconnected''), если существуют вершинно непересекающиеся пути, соединяющие их концы.
 
}}
 
}}
 
Заметим, что если имеется два различных двусвязных ребра, то они лежат на некотором вершинно простом цикле.
 
Заметим, что если имеется два различных двусвязных ребра, то они лежат на некотором вершинно простом цикле.
<br>
+
 
 +
{{Определение
 +
|definition=
 +
'''Блоками''' (англ. ''block''), или компонентами вершинной двусвязности графа, называют его подграфы, множества ребер которых — классы эквивалентности вершинной двусвязности, а множества вершин {{---}} множества всевозможных концов ребер из соответствующих классов.
 +
}}
 +
 
 
{{Теорема
 
{{Теорема
 
|statement=
 
|statement=
 
Отношение вершинной двусвязности является отношением эквивалентности на ребрах.
 
Отношение вершинной двусвязности является отношением эквивалентности на ребрах.
 
|proof=
 
|proof=
[[Файл:Versh_dvusv_transit.png|200px|thumb|right|К доказательству транзитивности]]
+
[[Файл: Vertex_biconnected.png|370px|thumb|right|К доказательству транзитивности]]
 
'''Рефлексивность:'''
 
'''Рефлексивность:'''
 
В данном случае имеем 2 пустых пути, которые, очевидно, не пересекаются.
 
В данном случае имеем 2 пустых пути, которые, очевидно, не пересекаются.
<br>
+
 
 
'''Симметричность:'''
 
'''Симметричность:'''
 
Следует из симметричности определения.
 
Следует из симметричности определения.
<br>
+
 
 
'''Транзитивность:'''
 
'''Транзитивность:'''
Пусть имеем ребра: <tex>ef</tex> вершинно двусвязно с <tex>cd</tex>, <tex>cd</tex> вершинно двусвязно с <tex>ab</tex>, при этом все они различны. Ребра <tex>ef</tex> и <tex>cd</tex> лежат на вершинно простом цикле <tex>C</tex>. Будем считать, что существуют непересекающиеся пути <tex>P : a \leadsto c</tex>, <tex>Q : b \leadsto d</tex> (ситуация, когда они идут наоборот, разбирается аналогично). Пусть <tex>x</tex> - первая вершина на <tex>P</tex>, лежащая также на <tex>C</tex>, <tex>y</tex> - первая вершина на <tex>Q</tex>, лежащая на <tex>C</tex>. Проделав пути от <tex>a</tex> до <tex>x</tex> и от <tex>b</tex> до <tex>y</tex>, далее пойдем по циклу <tex>C</tex> в нужные (различные) стороны, чтобы достичь <tex>e</tex> и <tex>f</tex>.
+
Пусть имеем ребра: <tex>ef</tex> вершинно двусвязно с <tex>cd</tex>, <tex>cd</tex> вершинно двусвязно с <tex>ab</tex>, при этом все они различны. Ребра <tex>ef</tex> и <tex>cd</tex> лежат на вершинно простом цикле <tex>C</tex>. Будем считать, что существуют непересекающиеся пути <tex>P : a \leadsto c</tex>, <tex>Q : b \leadsto d</tex> (ситуация, когда они идут наоборот, разбирается аналогично). Пусть <tex>x</tex> {{---}} первая вершина на <tex>P</tex>, лежащая также на <tex>C</tex>, <tex>y</tex> {{---}} первая вершина на <tex>Q</tex>, лежащая на <tex>C</tex>. Проделав пути от <tex>a</tex> до <tex>x</tex> и от <tex>b</tex> до <tex>y</tex>, далее пойдем по циклу <tex>C</tex> в нужные (различные) стороны, чтобы достичь <tex>e</tex> и <tex>f</tex>. То есть <tex>ef</tex> вершинно двусвязно с <tex>ab</tex>.
 
}}
 
}}
<br>
+
 
 
''Замечание.'' Рассмотрим следующее определение: вершины <tex>u</tex> и <tex>v</tex> называются вершинно двусвязными, если между ними существуют 2 пути, не пересекающихся по вершинам, за исключением концов. Это определение не может претендовать на корректность, так как в этом случае отношение вершинной двусвязности перестанет быть транзитивным.
 
''Замечание.'' Рассмотрим следующее определение: вершины <tex>u</tex> и <tex>v</tex> называются вершинно двусвязными, если между ними существуют 2 пути, не пересекающихся по вершинам, за исключением концов. Это определение не может претендовать на корректность, так как в этом случае отношение вершинной двусвязности перестанет быть транзитивным.
 
==Блоки==
 
{{Определение
 
|definition=
 
Блоками, или компонентами вершинной двусвязности графа, называют его подграфы, множества ребер которых - классы эквивалентности вершинной двусвязности, а множества вершин - множества всевозможных концов ребер из соответствующих классов.
 
}}
 
  
 
==Точки сочленения==
 
==Точки сочленения==
Строка 33: Строка 32:
 
{{Определение
 
{{Определение
 
|definition=
 
|definition=
Точка сочленения графа <tex>G</tex> - вершина, принадлежащая как минимум двум блокам <tex>G</tex>.
+
'''Точка сочленения''' (англ. ''articulation points'') графа <tex>G</tex> {{---}} вершина, принадлежащая как минимум двум блокам <tex>G</tex>.
 
}}
 
}}
 
{{Определение
 
{{Определение
 
|definition=
 
|definition=
Точка сочленения графа <tex>G</tex> - вершина, при удалении которой в <tex>G</tex> увеличивается число компонент связности.
+
'''Точка сочленения''' графа <tex>G</tex> {{---}} вершина, при удалении которой в <tex>G</tex> увеличивается число компонент связности.
 
}}
 
}}
  
 
== См. также ==
 
== См. также ==
* [[Отношение реберной двусвязности]]
+
* [[Отношение рёберной двусвязности]]
 +
 
 +
==Источники информации==
 +
*  Харари, Ф. Теория графов. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009
 +
* [[wikipedia:ru:Двусвязный_граф | Википедия {{---}} Двусвязный граф]]
 +
 
 +
[[Категория:Алгоритмы и структуры данных]]
 +
[[Категория:Связность в графах]]

Текущая версия на 19:33, 4 сентября 2022

Вершинная двусвязность

Определение:
Два ребра графа называются вершинно двусвязными (англ. vertex biconnected), если существуют вершинно непересекающиеся пути, соединяющие их концы.

Заметим, что если имеется два различных двусвязных ребра, то они лежат на некотором вершинно простом цикле.


Определение:
Блоками (англ. block), или компонентами вершинной двусвязности графа, называют его подграфы, множества ребер которых — классы эквивалентности вершинной двусвязности, а множества вершин — множества всевозможных концов ребер из соответствующих классов.


Теорема:
Отношение вершинной двусвязности является отношением эквивалентности на ребрах.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]
К доказательству транзитивности

Рефлексивность: В данном случае имеем 2 пустых пути, которые, очевидно, не пересекаются.

Симметричность: Следует из симметричности определения.

Транзитивность:

Пусть имеем ребра: [math]ef[/math] вершинно двусвязно с [math]cd[/math], [math]cd[/math] вершинно двусвязно с [math]ab[/math], при этом все они различны. Ребра [math]ef[/math] и [math]cd[/math] лежат на вершинно простом цикле [math]C[/math]. Будем считать, что существуют непересекающиеся пути [math]P : a \leadsto c[/math], [math]Q : b \leadsto d[/math] (ситуация, когда они идут наоборот, разбирается аналогично). Пусть [math]x[/math] — первая вершина на [math]P[/math], лежащая также на [math]C[/math], [math]y[/math] — первая вершина на [math]Q[/math], лежащая на [math]C[/math]. Проделав пути от [math]a[/math] до [math]x[/math] и от [math]b[/math] до [math]y[/math], далее пойдем по циклу [math]C[/math] в нужные (различные) стороны, чтобы достичь [math]e[/math] и [math]f[/math]. То есть [math]ef[/math] вершинно двусвязно с [math]ab[/math].
[math]\triangleleft[/math]

Замечание. Рассмотрим следующее определение: вершины [math]u[/math] и [math]v[/math] называются вершинно двусвязными, если между ними существуют 2 пути, не пересекающихся по вершинам, за исключением концов. Это определение не может претендовать на корректность, так как в этом случае отношение вершинной двусвязности перестанет быть транзитивным.

Точки сочленения

Определение:
Точка сочленения (англ. articulation points) графа [math]G[/math] — вершина, принадлежащая как минимум двум блокам [math]G[/math].


Определение:
Точка сочленения графа [math]G[/math] — вершина, при удалении которой в [math]G[/math] увеличивается число компонент связности.


См. также

Источники информации