西安电子科技大学离散数学软件学院家第四篇图论第6章图论第27-28课时6.1图的基本概念(1)第29课时6.2路径与回路A第30课时6.3图的矩阵表示第32课时6.4欧拉图与汉密尔顿图(2)A第33课时6.5平面图第34课时6.6图的着色6.7 树第35-36课时第37-38课时6.8图的应用
西安电子科技大学 离散数学 软件学院 第四篇 图论 6.1 图的基本概念(1) 第6章 图论 6.4 欧拉图与汉密尔顿图(2) 6.2 路径与回路 6.5 平面图 第29课时 第33课时 第30课时 6.3 图的矩阵表示 第34课时 6.6 图的着色 第32课时 第35-36课时 6.7 树 第27-28课时 第37-38课时 6.8 图的应用
西安电子科技大学$6.4.2汉密尔顿图软件学院1859年爱尔兰数学家威廉·汉密尔顿(WillianHamilton)爵士在给他的朋友的一封信中,首先谈到一个称为“周游世界”的数学游戏。他将正十二面体的20个结点均标上重要城市的名称,希望能够沿着正十二面体的棱行走,找到一个遍历每个城市恰一次的周游。如果我们将正十二面体的结点和边画在一个平面,如图所示,“周游世界”游戏相当于在图中找到一条经过每个结点一次且仅一次的回路,(a)所示。这个问题是有解的,见图(b)的粗线所示
西安电子科技大学 §6.4.2 汉密尔顿图 软件学院 1859年爱尔兰数学家威廉·汉密尔顿(Willian Hamilton)爵士在给他的朋友的一封信中,首先谈 到一个称为“周游世界”的数学游戏。他将正十二 面体的20个结点均标上重要城市的名称,希望能够 沿着正十二面体的棱行走,找到一个遍历每个城市 恰一次的周游。 如果我们将正十二面体的结点和边画在一个平面,如图所 示,“周游世界”游戏相当于在图中找到一条经过每个结点 一次且仅一次的回路,(a)所示。这个问题是有解的,见 图(b)的粗线所示
西安电子科技大学$6.4.2汉密尔顿图软件学院经过图G-中的每个结点一次且仅一次的路径。汉密尔顿路径汉密尔顿回路经过图G-中的每个结点一次且仅一次的回路。汉密尔顿图含哈密尔顿回路的图
西安电子科技大学 软件学院 汉密尔顿路径 §6.4.2 汉密尔顿回路 汉密尔顿图 汉密尔顿图
西安电子科技大学$6.4.2汉密尔顿图软件学院家【例题1判断下图是否为哈密尔顿图,如果是,请写出一条哈密尔顿回路否则证明其不是哈密尔顿图。+解答:该图是哈密尔顿图,哈密尔顿回路为:chfigideabc
西安电子科技大学 §6.4.2 汉密尔顿图 软件学院
西安电子科技大学S6.4.2汉密尔顿图软件学院以下是哈密尔顿图的一个必要条件案定理」若图G-是哈密尔顿图,则对于结点集V的每个非空子集S均满足:U (G-S) ≤S其中,IS表示S中的结点数,①(G-S)表示G删除S中所有结点后得到的连通分支个数。汉密尔顿回路
西安电子科技大学 软件学院 汉密尔顿回路 C vi vj §6.4.2 汉密尔顿图
西安电子科技大学$6.4.2汉密尔顿图软件学院【例题】判断下列图(a)(b)所示的图是不是哈密尔顿图(a)(b)+解答:R(a)(b)+
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西安电子科技大学$6.4.2汉密尔顿图软件学院教家教奥尔(Ore)1960年建立了哈密尔顿图的以下充分条件:案「定理」设G-是含有I(I3)个结点的简单无向图,如果G中的每一对结点的度数之和都大于等于I-1,则G中存在哈密尔顿路径。+
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西安电子科技大学S6.4.2汉密尔顿图软件学院家家证明(1)首先,证明G是连通的(反证法)假设G中存在两个或更多个互不连通的分支。设G中的结点vi和vj分别属于两个不同的连通分支G1和G2,其中G1和G2分别有n1和n2个结点。显然,nl<n且n2<n,于是有deg(vi)<nl-1且deg(vj) ≤n2-1, 则deg(vi)+deg(vi) ≤n1+n2-2=n2。这与已知题设矛盾,假设错误,G是连通的
西安电子科技大学 §6.4.2 汉密尔顿图 软件学院 证明 (1)首先,证明G是连通的(反证法)。 假设G中存在两个或更多个互不连通的分支。设G 中的结点vi和vj分别属于两个不同的连通分支G1和 G2,其中G1和G2分别有n1和n2个结点。 显然,n1<n且n2<n,于是有deg(vi) ≤n1-1且 deg(vj) ≤n2-1, 则deg(vi)+deg(vj) ≤n1+n2-2=n- 2。 这与已知题设矛盾,假设错误,G是连通的
西安电子科技大学66.4.2汉密尔顿图软件学院家家(2)其次,证明G中有汉密尔顿路。在G中找到一条长度为p-1(O<p<n)的基本路径(通路),如图所示,则该基本路径中含p个结点,设这些结点为:V1,V2,", Vp我们扩充这条基本路径:(a)如果v,或v.还邻接于不在这条路径上的某个结点,则可立即延伸这条路以包含该结点,得P条边,p+1个结点的基本路径。(b)如果v,和v,均只与该基本路径中的结点邻接,那么接下来我们证明“存在一条包含结点V1,V2,,Vp的基本回路(圈)
西安电子科技大学 §6.4.2 汉密尔顿图 软件学院 (2)其次,证明G中有汉密尔顿路。 在G中找到一条长度为p-1(0<p<n)的基本路径(通路), 如图所示,则该基本路径中含p个结点,设这些结点为:v1, v2,., vp。 我们扩充这条基本路径: (a)如果v1或vp还邻接于不在这条路径上的某个结 点,则可立即延伸这条路以包含该结点,得p条边, p+1个结点的基本路径。 (b)如果v1和vp均只与该基本路径中的结点邻接, 那么接下来我们证明“存在一条包含结点v1, v2,., vp 的基本回路(圈)
西安电子科技大学$6.4.2汉密尔顿图软件学院(i)如果vi与v邻接,则得到一条包含结点Vi,V2V.的基本回路。(ii)如果vi与v,不邻接。不妨设v,邻接于Vi,Yi2,,Vik(2≤ik≤p-1)这k个结点(k≤p-2),则v,至少与Vi11,Vi2-1,,Vik-1中之一邻接。若不然,则v,至多与p-k-1个结点(除Vi1-1,Vi2-1,",Vik-1外还包含V,自身)邻接。因而deg(vi)+deg(vp)≤pk-1+k=p-1≤n-2,这与已知题设矛盾。?设v1与vit邻接且vp与vit-1邻接,如图所示可以得到基本回路(vl, v2,..-, vit-1, vp, vp-1,.", vit, vl)
西安电子科技大学 §6.4.2 汉密尔顿图 软件学院 (i)如果v1与vp邻接,则得到一条包含结点v1, v2,., vp的基本回路。 (ii)如果v1与vp不邻接。不妨设v1邻接于vi1, vi2, ., vik(2≤ik≤p-1)这k个结点(k≤p-2),则vp至少与vi1- 1, vi2-1, ., vik-1中之一邻接。 若不然,则vp至多与p-k-1个结点(除vi1-1, vi2-1, ., vik-1外还包含vp自身)邻接。因而deg(v1)+deg(vp)≤p- k-1+k=p-1≤n-2,这与已知题设矛盾。 设v1与vit 邻接且vp与vit-1邻接,如图所示可以得到基本回路 (v1, v2,., vit-1, vp, vp-1,., vit, v1)