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运筹学第八章图与网络分析PPT课件
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定理1 在一个图中,所有顶点次的和等于边的两倍。 定理2 在任意一个图中,次为奇数的顶点必为偶数 个。 定义6:有向图中,以vi为始点的边数称为点vi的出 次,d+(vi); 以vi为终点的边数称为点vi的入次,d-(vi); 所有顶点的入次之和=所有顶点的出次之和;
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3、子图 定义:设G=(V,E)和G1=(V1,E1)。
如果V1 V, E1 E则称G1为G的子图; 如果G1 =( V1,E1 )是G=(V,E)子图, 并且V1 = V,则称G1为G的生成子图;
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v1 e1
e5 e3
e4
e7 v4
e8
v2
v3
e2
e6
v5
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(a)
v1
v2
的子图
e1
e5 e3
v4
v5
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(a)的生 v1 成子图
e5
v2
v3
e2
e6
v4
v5
e8
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二、连通图
定义8:如果图中的某些点、边可以排列成点和边的交错序列 (v0 ,e1 ,v1 ,e2 ,v2,e3 ,v3 ,…,vn-1 , en , vn ) ,ei=(vi-1,vi),则称 此为一条链。 由两两相邻的点及其相关联边构成的点边序列。 初等链:链中无重复的点和边; 定义9:无向图中,如一条链中起点和终点重合,则称此链为 圈。 初等圈:圈中无重复的点和边; 有向图中,当链(圈)上的边方向相同时,为道路(回路)。
个城市,Pregei河把该城分成两部分,河中 有两个小岛,十八世纪时,河两边及小岛之 间共有七座桥,当时人们提出这样的问题: 有没有办法从某处(如A)出发,经过各桥 一次且仅一次最后回到原地呢?
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A C
B
D
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最后,数学家Euler在1736年巧妙地给出 了这个问题的答案,并因此奠定了图论的基 础,Euler把A、B、C、D四块陆地分别收缩 成四个顶点,把桥表示成连接对应顶点之间 的边,问题转化为从任意一点出发,能不能 经过各边一次且仅一次,最后返回该点。这 就是著名的Euler问题。
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e1
v1
e2
e5
e6
v4 e4
e8
v2 e3
v3 e7
v6
v5
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V= ( v1, v2,…... v6) E= ( e1, e2,…... e8) (e1)= (v1, v2) (e2)= (v1, v2) (e7)= (v3, v5) (e8)= (v4, v4) (e8)= (v4, v4),称为自回路(环); v6是孤立点,v5为悬挂点,e7为悬挂边,顶点v3的次为 4,顶点v4的次为4。
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A D
C
B
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例:哈密顿(Hamilton)回路是十九世 纪英国数学家哈密顿提出,给出一个正 12面体图形,共有20个顶点表示20个城 市,要求从某个城市出发沿着棱线寻找 一条经过每个城市一次而且仅一次,最 后回到原处的周游世界线路(并不要求 经过每条边)。
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环(自回路):一条边的两个端点如果相同。 两个点之间多于一条边的,多重边。 定义2:不含环和多重边的图,简单图。
含有多重边的图,多重图。 有向图中的两点之间有不同方向的两条边,不是多重边。
简单图
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定义3:每一对顶点间都有边相连的无向简单图,完全图。
有向完全图:指每一对顶点间有且仅有一条有向边的简单 图。
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概述二
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概述三
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第二阶段是从十九世纪中叶到二十世纪 中叶,这时,图论问题大量出现,如 Hamilton问题,地图染色的四色问题以 及可平面性问题等,这时,也出现用图 解 决 实 际 问 题 , 如 Cayley 把 树 应 用 于 化 学领域,Kirchhoff用树去研究电网络等.
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第三阶段是二十世纪中叶以后,由生产管理、 军事、交通、运输、计算机网络等方面提出 实际问题,以及大型计算机使大规模问题的 求解成为可能,特别是以Ford和Fulkerson 建立的网络流理论,与线性规划、动态规划 等优化理论和方法相互渗透,促进了图论对 实际问题的应用。
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例:哥尼斯堡七桥问题 哥尼斯堡(现名加里宁格勒)是欧洲一
定义4:图G=(V,E)的点集V可以分为2个非空子集X,Y,使得 E中每条边的两个端点必有一个端点属于X,另一个端点属 于Y,G为二部图(偶图),有时记为: G=(X,Y,E)
X
YV1V3V2V4312、顶点的次 定义5:以点v为端点的边的个数称为点v的次,记作d(v), 如次为零的点称为弧立点; 次为1的点称为悬挂点。悬挂点的边称为悬挂边。 次为奇数的点称为奇点,次为偶数的点称为偶点。 偶点:d(v)=偶数; 奇点:d(v)=奇数;
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图的基本概念
图论是专门研究图的理论的一 门数学分支,主要研究点和线之间的 几何关系。
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第一节 图与网络的基本知识
一、图与网络的基本概念
1、图及其分类 定义1:(图)一个图由点集V和V中的元素无序对的一个 集合,记为 G=(V,E) 其中:V= ( v1, v2,…... vm)是m个顶点集合;
第八章 图与网络分析
引言 图论是专门研究图的理论的一门数学分
支,属于离散数学范畴,与运筹学有交叉, 它有200多年历史,大体可划分为三个阶段: 第一阶段是从十八世纪中叶到十九世纪中叶, 处于萌芽阶段,多数问题围游戏而产生,最 有代表性的工作是所谓的Euler七桥问题,即 一笔画问题。
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整体概述
概述一
E= ( e1, e2,…... en) 是n条边集合。 当V和E为有限集合时,G为有限图。 2个点u,v属于V,如果边(u,v)属于E, u,v相邻; u,v为边(u,v)的端点。
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具有公共端点u的两条边,称为点u的关联边。
如果任一边(u,v)属于E且端点无序,无向边;图G为无向图。 如果任一边(u,v)属于E且端点有序,有向边;图G为有向图 m(G)= E ,表示图G的边数; n(G)= V ,表示图G的点数;
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链、初等链、初等圈
道路、回路
Q 1v1e1v2e7v5e8v2e5v4 链
道路
Q 2v1e1v2e2v3e4v4 初等链 道路
Q 3v1e1v2e5v4e6v5e9v1 初等圈 回路