Дополнительный, самодополнительный граф — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
м (rollbackEdits.php mass rollback)
 
Строка 1: Строка 1:
{| class="wikitable" align="center" style="color: red; background-color: black; font-size: 56px; width: 800px;"
 
|+
 
|-align="center"
 
|'''НЕТ ВОЙНЕ'''
 
|-style="font-size: 16px;"
 
|
 
24 февраля 2022 года российское руководство во главе с Владимиром Путиным развязало агрессивную войну против Украины. В глазах всего мира это военное преступление совершено от лица всей страны, всех россиян.
 
 
Будучи гражданами Российской Федерации, мы против своей воли оказались ответственными за нарушение международного права, военное вторжение и массовую гибель людей. Чудовищность совершенного преступления не оставляет возможности промолчать или ограничиться пассивным несогласием.
 
 
Мы убеждены в абсолютной ценности человеческой жизни, в незыблемости прав и свобод личности. Режим Путина — угроза этим ценностям. Наша задача — обьединить все силы для сопротивления ей.
 
 
Эту войну начали не россияне, а обезумевший диктатор. И наш гражданский долг — сделать всё, чтобы её остановить.
 
 
''Антивоенный комитет России''
 
|-style="font-size: 16px;"
 
|Распространяйте правду о текущих событиях, оберегайте от пропаганды своих друзей и близких. Изменение общественного восприятия войны - ключ к её завершению.
 
|-style="font-size: 16px;"
 
|[https://meduza.io/ meduza.io], [https://www.youtube.com/c/popularpolitics/videos Популярная политика], [https://novayagazeta.ru/ Новая газета], [https://zona.media/ zona.media], [https://www.youtube.com/c/MackNack/videos Майкл Наки].
 
|}
 
 
 
== Дополнительный граф ==
 
== Дополнительный граф ==
 
<wikitex>
 
<wikitex>

Текущая версия на 19:35, 4 сентября 2022

Дополнительный граф

<wikitex>

Определение:
Пусть дан граф [math]G \langle V, E \rangle[/math]. Дополнительным графом (англ. complement graph) к $G$ называется граф [math]G \langle V, \overline E \rangle[/math] то есть граф с вершинами из $V$ и теми и только теми ребрами из $E$, которые не вошли в $G$.
Пример графа с 6-ю вершинами и его дополнение.
Допграф1.png Допграф2.png



Теорема:
Дополнительный граф к дополнительному графу $G$ есть граф $G$.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]
[math]\overline{\overline {G \langle V, E \rangle}} = \overline{G_1 \langle V, \overline{E} \rangle} = G_2 \langle V, \overline{\overline{E}} = G_2 \langle V, E \rangle = G[/math]
[math]\triangleleft[/math]



Теорема:
В дополнительном графе к [math]G \langle V, E \rangle[/math]. количество ребер равняется [math]\frac{\left\vert V \right\vert \cdot \left ( \left\vert V \right\vert - 1 \right )}{2} - \left\vert E \right\vert[/math].
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]
Так как множества ребер в $G$ и $\overline{G}$ дизъюнктны, то $\left\vert E \right\vert + \left\vert \overline{E} \right\vert =$ [math]\frac{\left\vert V \right\vert \cdot \left ( \left\vert V \right\vert - 1 \right )}{2}[/math], из чего следует утверждение теоремы.
[math]\triangleleft[/math]



Теорема:
Дополнительный граф к несвязному графу связен.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]

Для графа с одной вершиной утверждение очевидно. Докажем его для остальных графов.

Пусть $G$ — данный граф. Рассмотрим произвольные вершины $v$ и $u$ из $G$. Возможны два случая: $v$ и $u$ лежат в одной или в разных компонентах связности.

  • Пусть $v$ и $u$ лежат в разных компонентах связности $G$.
Тогда ребро $(u, v) \notin G \Rightarrow (u, v) \in \overline{G} \Rightarrow u$ и $v$ лежат в одной компоненте связности $\overline{G}$.


Допграф3.png
















  • Пусть $v$ и $u$ лежат в одной компоненте связности $G$.

$G$ — несвязный $\Rightarrow \exists w \in G$, не лежащая в одной компоненте связности с $v$ и $u$.

Тогда по предыдущему пункту $(v, w) \in \overline{G}$ и $(u, w) \in \overline{G} \Rightarrow v$ и $u$ лежат в одной компоненте связности $\overline{G}$.


Допграф4.png

















То есть $\forall u, v \in V$ $u$ и $v$ лежат в одной компоненте связности $\overline{G}$, то есть $\overline{G}$ связен.
[math]\triangleleft[/math]

Самодополнительный граф

Определение:
Самодополнительным графом (англ. self-complement) называется граф, изоморфный своему дополнительному.



Теорема:
Любой самодополнительный граф имеет $4k$ или $4k + 1$ вершину.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]

Обозначим $\left\vert V \right\vert$ за $n$, $\left\vert E \right\vert$ за $a$.

Граф самодополнителен $\Rightarrow$ количество его ребер равно количеству ребер в его дополнении.

Но по одной из предыдущих теорем, [math]\frac{n \cdot \left ( n - 1 \right )}{2}[/math] $- a = \left\vert \overline{E} \right\vert = a \Rightarrow 4a = n \cdot \left ( n - 1 \right )$, из чего следует утверждение теоремы.
[math]\triangleleft[/math]



Теорема:
Для любых $k > 0$ существует самодополнительный граф с $4k$ или $4k + 1$ вершиной.
Доказательство:
[math]\triangleright[/math]

Будем доказывать по индукции. Для $k = 1$ утверждение справедливо.

Допграф7.png

Пусть у нас есть самодополнительный граф $G$ с $n$ вершинами, построим самодополнительный граф с $n + 4$ вершинами. Добавим к $G$ 4 вершины $v_1, v_2, v_3, v_4$ и ребра:

  • Добавим ребра $(v_1, v_2), (v_2, v_3), (v_3, v_4)$
  • Если $u$ была вершиной в $G$, добавим ребра $(u, v_1), (u, v_4)$

Назовем полученный граф $A$. Докажем, что $A$ самодополнителен.

Рассмотрим биекцию на множестве вершин $A$ и $\overline{A}$:

  • Среди всех вершин, принадлежавших $G$ биекция будет такая же, как и у $G$ с $\overline{G}$;
  • $v_1 \rightarrow v_2, v_2 \rightarrow v_4, v_3 \rightarrow v_1, v_4 \rightarrow v_3$.

Тогда между ребрами $A$ и $\overline{A}$ тоже будет биекция.

Допграф9.png
[math]\triangleleft[/math]

</wikitex>

См. также

Источники информации