Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Связь матрицы Кирхгофа и матрицы инцидентности

1608 байт добавлено, 02:45, 30 декабря 2015
м
Источники информации
{{Определение
|definition=
Рассмотрим неориентированный граф Пусть <mathtex>G=(V, E)</mathtex>— произвольный граф. Ориентируем Превратим каждое его ребро в дугу, придав ребру одно из ребер в произвольном направлении и построим для полученного графа матрицу инцидентности как для ориентированного графадвух возможных направлений. Полученную матрицу назовем Полученный [[Основные определения теории графов#Ориентированные графы|орграф]] на том же самом множестве вершин будем называть '''матрицей инцидентности с произвольной ориентацией'''графа <tex>G</tex>.}}
{{Лемма
|statement=
Пусть <mathtex>K</mathtex>- — [[Матрица Кирхгофа| матрица Кирхгофа ]] графа <mathtex>G</mathtex>, <mathtex>I</mathtex>- — [[Матрица инцидентности графа| матрица инцидентности ]] <tex>G</tex> с некоторой ориентацией. Тогда <mathtex>K = I \cdot I^T.</mathtex>
|proof=
При умножении <tex>i</tex>-й строки исходной матрицы <mathtex>I</mathtex> на <tex>j</tex>-й столбец трансонированной ей транспонированной матрицы <mathtex>I^T </mathtex> перемножаются <tex>i</tex>-я и <tex>j</tex>-я строки исходной матрицы. При умножении <tex>i</tex>-й строки на саму на себя на диагонали полученной матрицы будет получится сумма квадратов элементов <tex>i</tex>-й строки, которая равна, очевидно, <mathtex>\deg(v_i)</mathtex>. Пусть теперь <mathtex>i \ne j</mathtex>. Если <mathtex> (v_i, v_j) \in E </mathtex>, то существует ровно одно ребро, соединяющее <mathtex> v_i </mathtex> и <mathtex> v_j </mathtex>, следовательно результат перемножения <tex>i</tex>-й и <tex>j</tex>-й строк равен <tex>-1</tex>, в противном случае он равен <tex>0 </tex> в силу отсутствия ребра, инцидентного обеим вершинам. Определенная данными условиями матрица и является матрицей Кирхгофа.
}}
{|class="wikitable"
!Граф
!Матрица Кирхгофа
!Матрица инцидентности
|-
|[[Файл:Link_kirhgof_matrix_1.png|200px]]
|<tex>\left(\begin{array}{rrrrrr}
2 & -1 & 0 & 0 & -1 & 0\\
-1 & 3 & -1 & 0 & -1 & 0\\
0 & -1 & 2 & -1 & 0 & 0\\
0 & 0 & -1 & 3 & -1 & -1\\
-1 & -1 & 0 & -1 & 3 & 0\\
0 & 0 & 0 & -1 & 0 & 1\\
\end{array}\right)</tex>
|<tex>\begin{pmatrix}
1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0\\
1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0\\
0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0\\
0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 1\\
0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 0\\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1\\
\end{pmatrix}</tex>
|}
 
==См. также==
*[[Матрица Кирхгофа]]
*[[Подсчет числа остовных деревьев с помощью матрицы Кирхгофа]]
*[[Количество помеченных деревьев]]
*[[Коды Прюфера]]
 
==Источники информации==
 
*Асанов М., Баранский В., Расин В. {{---}} Дискретная математика: Графы, матроиды, алгоритмы — Ижевск: ННЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2001, 288 стр.
 
[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Остовные деревья ]]
[[Категория: Свойства остовных деревьев ]]

Навигация