离散数学网络课程形成性考核第4次形考任务(优.选)

离散数学作业4

离散数学图论部分形成性考核书面作业

本课程形成性考核书面作业共3次，内容主要分别是集合论部分、图论部分、数理逻辑部分的综合练习，基本上是按照考试的题型（除单项选择题外）安排练习题目，目的是通过综合性书面作业，使同学自己检验学习成果，找出掌握的薄弱知识点，重点复习，争取尽快掌握．本次形考书面作业是第二次作业，大家要认真及时地完成图论部分的综合练习作业．

要求：学生提交作业有以下三种方式可供选择：

1. 可将此次作业用A4纸打印出来，手工书写答题，字迹工整，解答题要有解答过程，完成作业后交给辅导教师批阅．

2. 在线提交word 文档

3. 自备答题纸张，将答题过程手工书写，并拍照上传．

一、填空题

1．已知图G 中有1个1度结点，2个2度结点，3个3度结点，4个4度结点，则G 的边数是 15 ．

2．设给定图G (如右由图所示)，则图G 的点割集是 {f }，{c ，e } ．

3．设G 是一个图，结点集合为V ，边集合为E ，则 G 的结点 度数之和 等于边数的两倍．

4．无向图G 存在欧拉回路，当且仅当G 连通且 等于出度 ． 5．设G=是具有n 个结点的简单图，若在G 中每一对结点度数之和大于等于 n-1 ，则在G 中存在一条汉密尔顿路．

6．若图G=中具有一条汉密尔顿回路，则对于结点集V 的每个非空子集S ，在G 中删除S 中的所有结点得到的连通分支数为W ，则S 中结点数|S|与W 满足的关系式为 W(G-V1) ≤∣V 1∣ ．

7．设完全图K n 有n 个结点(n ≥2)，m 条边，当 n 为奇数 时，K n 中存在欧拉回路．

8．结点数v 与边数e 满足 e=v-1 关系的无向连通图就是树． 9．设图G 是有6个结点的连通图，结点的总度数为18，则可从G 中删去 4 条边后使之变成树．

姓 名： 学 号： 得 分： 教师签名：

10．设正则5叉树的树叶数为17，则分支数为i = 5 ．

二、判断说明题（判断下列各题，并说明理由．）

1．如果图G是无向图，且其结点度数均为偶数，则图G存在一条欧拉回路．

解：不正确，缺了一个条件，图G应该是连通图，可以找出一个反例，比如图G是一个有孤立结点的图。

2．如下图所示的图G存在一条欧拉回路．

解：不正确，图中有奇数度结点，所以不存在是欧拉回路。

3．如下图所示的图G不是欧拉图而是汉密尔顿图．

解：正确

因为图中结点a，b，d，f的度数都为奇数，所以不是欧拉图。

如果我们沿着(a,d,g,f,e,b,c,a)，这样除起点和终点是a外，我们经过每个点一次仅一次，所以存在一条汉密尔顿回路，是汉密尔顿图。

G

4．设G 是一个有7个结点16条边的连通图，则G 为平面图． 解：错误

假设图G 是连通的平面图，根据定理，结点数v ，边数为e ，应满足e 小于等于3v-6，但现在16小于等于3*7-6，显然不成立。 所以假设错误。

5．设G 是一个连通平面图，且有6个结点11条边，则G 有7个面．

解：正确

根据欧拉定理，有v-e+r=2，边数v=11，结点数e=6，代入公式求出面数r=7。 三、计算题

1．设G =，V ={ v 1，v 2，v 3，v 4，v 5}，E ={ (v 1,v 3)，(v 2,v 3)，(v 2,v 4)，(v 3,v 4)，(v 3,v 5)，(v 4,v 5) }，试

(1) 给出G 的图形表示； (2) 写出其邻接矩阵； (3) 求出每个结点的度数； (4) 画出其补图的图形．

解：(1)

(2) 邻接矩阵为

⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

⎭

⎫

⎝⎛0110010110110110110000100

(3) v 1结点度数为1，v 2结点度数为2，v 3结点度数为3，v 4结点度数为2，v 5结点度数为2

(4) 补图图形为

ο ο

ο ο v 1

ο v 5 v 2 v 3 v 4 ο

ο ο ο v 1 ο

v 5

v 2 v 3

v 4

2．图G=，其中V={ a, b, c, d, e}，E={ (a, b), (a, c), (a, e), (b, d), (b, e), (c, e), (c, d), (d, e) }，对应边的权值依次为2、1、2、3、6、1、4及5，试（1）画出G的图形；（2）写出G的邻接矩阵；

（3）求出G权最小的生成树及其权值．

解：（1）G的图形如下：

（2）写出G的邻接矩阵

（3）G权最小的生成树及其权值

3．已知带权图G 如右图所示．

(1) 求图G 的最小生成树； (2)计算该生成树的权值． 解：(1) 最小生成树为

(2) 该生成树的权值为(1+2+3+5+7)=18

4．设有一组权为2, 3, 5, 7, 17, 31，试画出相应的最优二叉树，计算该最优二叉树的权．

权为 2*5+3*5+5*4+7*3+17*2+31=131

1

2

3

5

7

3

5

2 5

1

7

17

31

1

3

6

四、证明题

1．设G 是一个n 阶无向简单图，n 是大于等于3的奇数．证明图G 与它的补图G 中的奇数度顶点个数相等．

证明：设,G V E =<>，,G V E '=<>．则E '是由n 阶无向完全图n K 的边删去E 所得到的．所以对于任意结点u V ∈，u 在G 和G 中的度数之和等于u 在n K 中的度数．由于n 是大于等于3的奇数，从而n K 的每个结点都是偶数度的（ 1 (2)n -≥度），于是若u V ∈在G 中是奇数度结点，则它在G 中也是奇数度结点．故图G 与它的补图G 中的奇数度结点个数相等．

2．设连通图G 有k 个奇数度的结点，证明在图G 中至少要添加

2

k

条边才能使其成为欧拉图．

证明：由定理3.1.2，任何图中度数为奇数的结点必是偶数，可知k 是偶数． 又根据定理4.1.1的推论，图G 是欧拉图的充分必要条件是图G 不含奇数度结点．因此只要在每对奇数度结点之间各加一条边，使图G 的所有结点的度数变为偶数，成为欧拉图．

故最少要加2

k

条边到图G 才能使其成为欧拉图．

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