离散数学PPT课件11图论总复习(ppt文档)

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02
集合论基础
集合的基本概念
总结词
集合是离散数学中的基本概念, 是研究离散对象的重要工具。
详细描述
集合是由一组确定的、互不相同 的、可区分的对象组成的整体。 这些对象称为集合的元素。例如 ,自然数集、平面上的点集等。
集合的运算和性质
总结词
集合的运算和性质是离散数学中的重要内容,包括集合的交、并、差、补等基本运算,以及集合的确定性、互异 性、无序性等性质。
生,1表示事件一定会发生。
离散概率论的运算和性质
概率的加法性质
如果两个事件A和B是互斥的,那么P(A或B)等于P(A)加上 P(B)。
概率的乘法性质
如果事件A和B是独立的,那么P(A和B)等于P(A)乘以P(B) 。
全概率公式
对于任意的事件A,存在一个完备事件组{E1, E2, ..., En}, 使得P(Ai)>0 (i=1,2,...,n),且E1∪E2∪...∪En=S,那么 P(A)=∑[i=1 to n] P(Ai)P(A|Ei)。
工程学科
离散数学在工程学科中也有着重要的 应用,如计算机通信网络、控制系统 、电子工程等领域。
离散数学的重要性
基础性
离散数学是数学的一个重要分支 ,是学习其他数学课程的基础。
应用性
离散数学在各个领域都有着广泛的 应用,掌握离散数学的知识和方法 对于解决实际问题具有重要的意义 。
培养逻辑思维
学习离散数学可以培养人的逻辑思 维能力和问题解决能力,对于个人 的思维发展和职业发展都有很大的 帮助。
详细描述
邻接矩阵是一种常用的表示图的方法,它是 一个二维矩阵,其中行和列对应于图中的节 点,如果两个节点之间存在一条边,则矩阵 中相应的元素为1,否则为0。邻接表是一 种更有效的表示图的方法,它使用链表来存 储与每个节点相邻的节点。

离散数学——图论PPT课件

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第19页/共93页
• 完全图:一个(n,m)图G,其n个结点中每个结点均与其它n-1个结点相邻接,记为Kn。 • 无向完全图:m=n(n-1)/2 • 有向完全图:m=n(n-1) • 举例说明以上几种图。
第20页/共93页
定义补图
• 设图G=<V,E> , G’=<V,E’> ,若G’’=<V,E∪E’> 是完全图,且E∩E’= 空集,则称G’是G的补图。 • 事实上,G与G’互为补图。
正则图
• 所有结点均有相同次数d的图称为d次正则图。 • 如4阶的完全图是3次正则图,是对角线相连的四边形。 • 试画出两个2次正则图。
第27页/共93页
两图同构需满足的条件
• 若两个图同构,必须满足下列条件: (1)结点个数相同 (2)边数相同 (3)次数相同的结点个数相同
• 例子
第28页/共93页
• 图是人们日常生活中常见的一种信息载体,其突出的特点是直观、形象。图论,顾 名思义是运用数学手段研究图的性质的理论,但这里的图不是平面坐标系中的函数, 而是由一些点和连接这些点的线组成的结构 。
第8页/共93页
• 在图形中,只关心点与点之间是否有连线,而不关心点具体代表哪些对象,也不关 心连线的长短曲直,这就是图的概念。
定义图的子图
• 子图:设G=<V,E> , G’=<V’,E’> ,若V’是V的子集, E’是E的子集,则 G’是G的子图。 • 真子图:若V’是V的子集,E’是E的真子集。 • 生成子图:V’=V,E’是E的子集。 • 举例说明一个图的子图。
第18页/共93页
定义(n,m)图
• (n,m)图:由n个结点,m条边组成的图。 • 零图:m=0。即(n,0)图,有n个孤立点。 • 平凡图:n=1,m=0。即只有一个孤立点。

《离散数学图论》课件

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最短路径问题
实现方法:使用 队列数据结构, 将起始节点入队, 然后依次处理队 列中的每个节点, 直到找到目标节
点或队列为空
Dijkstra算法和Prim算法
Dijkstra算法:用于 求解单源最短路径问 题,通过不断更新最 短路径来寻找最短路 径。
Prim算法:用于求解 最小生成树问题,通过 不断寻找最小权重的边 来构建最小生成树。
图的矩阵表示
邻接矩阵的定义和性质
定义:邻接矩阵是一个n*n的矩阵,其 中n是图的顶点数,矩阵中的元素表示 图中顶点之间的连接关系。
性质:邻接矩阵中的元素只有0和1, 其中0表示两个顶点之间没有边相连, 1表示两个顶点之间有一条边相连。
应用:邻接矩阵可以用于表示图的连通 性、路径长度等信息,是图论中常用的 表示方法之一。
图像处理:优化图像分割, 提高图像质量
物流配送:优化配送路径, 降低配送成本
社交网络:优化社交网络 结构,提高用户活跃度
感谢您的观看
汇报人:PPT
数学:用于图论、组合数 学、代数拓扑等领域
物理学:用于量子力学、 统计力学等领域
生物学:用于蛋白质结构、 基因调控等领域
社会科学:用于社会网络 分析、经济模型等领域
图的基本概念
图的定义和表示方法
图的定义:由节点和边组成的数学结构,节点表示对象,边表示对象之间的关系
节点表示方法:用点或圆圈表示 边表示方法:用线或弧线表示 图的表示方法:可以用邻接矩阵、邻接表、关联矩阵等方式表示
顶点和边的基本概念
顶点:图中的基本元素,表示一个对象或事件 边:连接两个顶点的线,表示两个对象或事件之间的关系 度:一个顶点的度是指与其相连的边的数量 路径:从一个顶点到另一个顶点的边的序列 连通图:图中任意两个顶点之间都存在路径 强连通图:图中任意两个顶点之间都存在双向路径

离散数学的ppt课件

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科学中的许多问题。
03
例如,利用图论中的最短路径算法和最小生成树算法
等,可以优化网络通信和数据存储等问题。
运筹学中的应用
01
运筹学是一门应用数学学科, 主要研究如何在有限资源下做 出最优决策,离散数学在运筹 学中有着广泛的应用。
02
利用离散数学中的线性规划、 整数规划和非线性规划等理论 ,可以解决运筹学中的许多问 题。
并集是将两个集合中的所有元素合 并在一起,形成一个新的集合。
详细描述
例如,{1, 2, 3}和{2, 3, 4}的并集是 {1, 2, 3, 4}。
总结词
补集是取一个集合中除了某个子集 以外的所有元素组成的集合。
详细描述
例如,对于集合{1, 2, 3},{1, 2}的 补集是{3}。
集合的基数
总结词
)的数学分支。
离散数学的学科特点
03
离散数学主要研究对象的结构、性质和关系,强调推
理和证明的方法。
离散数学的应用领域
计算机科学
01
离散数学是计重要的工具和方法。
通信工程
02
离散数学在通信工程中广泛应用于编码理论、密码学、信道容
量估计等领域。
集合的基数是指集合中元素的数量。
详细描述
例如,集合{1, 2, 3}的基数是3,即它包含三个元素。
03 图论
图的基本概念
顶点
图中的点称为顶点或节点。

连接两个顶点的线段称为边。
无向图
边没有方向,即连接两个顶点的线段可以是双向 的。
有向图
边有方向,即连接两个顶点的线段只能是从一个顶 点指向另一个顶点。
研究模态算子(如necessity、possibility)的语义和语法。

图论离散数学离散数学第四版清华出版社PPT课件

图论离散数学离散数学第四版清华出版社PPT课件

12/19/2020
28
b
e1
e4
a
e2
d
e5
e3
c
e5, e1, e2, e3, e4是简单通路,不是基本通路, 因为c, a, b, c, d, b中b, c均出现了两次。但c,
d, b, c是基本通路,也是基本回路。
12/19/2020
29
[定理] 在一个n阶图中,若从顶点u到v (uv)
❖ 起始状态是“人狼羊菜”,结束状态是“空”。
❖ 问题的解:找到一条从起始状态到结束状态的 尽可能短的通路。
12/19/2020
26
“巧渡河”问题的解
❖ 注意:在“人狼羊菜”的16种组合中允 许出现的只有10种。
人羊狼菜 人狼菜 人羊狼 人羊菜 人羊
狼菜

12/19/2020


空(成功)
27
[定义] 简单通路(Simple Path)
在无向图G中,若e=(a, b)∈E,则称a与 b彼此相邻(adjacent),或边e关联 (incident) 或联结(connect) a, b。a, b称为边e的端点或 结束顶点(endpoint)。
在有向图D中,若e=<a, b>∈E,即箭头 由a到b,称a邻接到b,或a关联或联结b。a 称为e的始点(initial vertex),b称为e的终点 (terminal/end vertex)。
12/19/2020
30
[定义] 连通性(connectivity)
设G=<V,E>,若从vi到vj存在一条通 路,则称vi到vj连通(connective)或可达。
说明:对无向图而言,若vi到vj可达,则 vj到vi也可达。对有向图而言则未必。

离散数学教学图论【共58张PPT】

离散数学教学图论【共58张PPT】

一 、图的基本概念
• 邻接和关联 • 无向图和有向图 • 零图和平凡图 • 简单图 • 完全图(无向完全图和有向完全图) • 有环图
一 、图的基本概念
• 有限图和无限图 设图G为< V,E,Ψ>
(l)当V和E为有限集时,称G为有限图,否则称G为无限图。 (2)当ΨG为单射时,称G为单图;当ΨG为非单射时,称G为重图,又称满足
二、生成树
1、生成树定义:
若无向图的一个生成子图T是树,则称T 为G的生 成树,T中的边称为树枝,E(G)-E(T)称为树T 的补,其中的每一边称为树T 的弦。
在任何图中,结点v的度(degree)d(v)是v所关联边的数目。
第三节 生成树、最短路径和关键路径 由结点a和它所有的后代导的子图,称为T的子树.
∴ T连通且具有m=n-1的图
{e5,e4,e8} , {e7,e6,e5,e2,e4} 第四节 欧拉图和哈密顿图
第四节 特殊图(欧拉图和哈密顿图等)
第五节 树、二叉树和哈夫曼树
离散数学教学图论
(优选 欧拉图和哈密顿图
(3)2=>3 ∴W(T)≤W(T1) ∴W(ei+1)≥W(f) 二. 哈密顿图的由来—周游世界问题:
第二节 图的矩阵表示 第四节 欧拉图和哈密顿图
证明:若G中一个边割集和一生成 树无公共边,则表示该边割集所分离的结点不在生成树中,这导致与生成树的定义矛盾。 哈密顿图的由来—周游世界问题: c)对新图向下旋转45度。 ei之后将取f而不是ei+1
为该顶点的度,列之和一定为2. • 有向图的关联矩阵 ----- 以节点数为行,边数为列.节点与边无关系,为0,有关系,则起点为1,
终点为-1;列之和一定为0,每行绝对值之和等于该节点的度数;其 中1的个数为该节点的出度,-1的个数为对应节点的入度;所有元 素的和为0,1的个数等于-1的个数,都等于边数m.

离散数学PPT【共34张PPT】

离散数学PPT【共34张PPT】
15
18.4 点着色
定义17.9 (1) 图G的一种点着色——给图G的每个顶点涂上一种颜色,
使相邻顶点具有不同颜色 (2) 对G进行k着色(G是k-可着色的)——能用k种颜色给G
的顶点着色 (3) G的色数(G)=k——G是k-可着色的,但不是(k1)-可着色
的.
16
关于顶点着色的几个简单结果
定理17.19 (G)=1当且仅当G为零图 定理17.20 (Kn)=n 定理17.21 若G为奇圈或奇阶轮图,则(G)=3,若G为偶阶轮 图,则(G)=4. 定理17.22 若G的边集非空,则(G)=2当且仅当G为二部图.
路径 (7) M的交错圈——由M与EM中的边交替出现构成的G中圈
上图中,只有第一个图存在完美匹配
8
可增广路径及交错圈
(1)
(2)
(3)
设红色边在匹配M中,绿色边不在M中,则图(1)中的两条路 径均为可增广的交错路径;(2)中的全不是可增广的交错路 径;(3)中是一个交错圈. 不难看出,可增广交错路径中,不在M中的边比在M中的边 多一条. 交错圈一定为偶圈.
立集 (3) 最大点独立集——元素最多的点独立集 (4) 点独立数——最大点独立集中的元素个数,记为0
(1)
(2)
在图中,点独立数依次为2, 2, 3.
(3)
2
极大独立集与极小支配集
定理18.1 设G=<V,E>中无孤立点,则G的极大点独立集都是 极小支配集. 证明线索: (1) 设V*为G的极大点独立集,证明它也是支配集.
定理17.28 偶圈边色数为2,奇圈边色数为3. 定理17.29 (Wn) = n1, n4. 定理17.30 二部图的边色数等于最大度. 定理17.31 n为奇数(n1)时,(Kn)=n;

【最新】离散数学之图论ppt模版课件

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第四部分:图论(授课教师:向胜军)
31
[定义] 无向图的连通性
若G=<V,E>中任意两个顶点都连通,则称 此无向图是连通的(connected)。
[定理] 任意一个连通无向图的任意两个不同顶
点都存在一条简单通路。
[定义] 连通分图(connected components)
图G可分为几个不相连通的子图,每一子 图本身都是连通的。称这几个子图为G的连通 分图。
[定义] 通路(path)
给定图G=<V, E>,设图G中顶点和边的交替 序列为T=v0e1v1e2…ekvk,若T满足如下条件:vi-1 和vi是ei的端点(当G为有向图时,vi-1是ei的始点, vi是ei的终点),i=1,2,…,k,则称T为顶点v0到vk的 通路。此通路的长度为k。也可以用v0, v1, …, vk 表示通路,v0为始点,vk为终点。
8/13/2020 5:06 PM
第四部分:图论(授课教师:向胜军)
2
§1 无向图及有向图
❖ 本节介绍图的一些最常用的概念,主要有: 无向图,有向图,边,顶点(或结点,点),
弧(或有向边),顶点集,边集,n阶图,有限 图,关联,多重图,简单图,完全图,母图, 子图, 生成子图,导出子图,补图,图的同构, 入度,出度,度,孤立点等。
8/13/2020 5:06 PM
第四部分:图论(授课教师:向胜军)
10
一些特殊的简单图:
(1) 无向完全图Kn(Complete Graphs) (2) 有向完全图 (3) 零图:E=. (4) 平凡图:E=且|V|=1. (5) 正则图:若图G=<V, E>中每个顶点 的度均为n,称此图G是n-正则图(n-regular graph)。
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汉密尔顿路,汉密尔顿回路,汉密尔顿图 汉密尔顿图的判定: 必要条件:V的任何非空子集S,有W(G-S)≤|S| 充分条件:每对结点的度数和≥|V| =n 七. 二部图 作为一般了解, 掌握匹配问题和K3.3 八.平面图 平面图的定义,平面的边界, 欧拉公式: v-e+r=2 判定:必要条件: e≤3v-6
(5)一个图与它的补图同构,称为自补图. c).一个图是自补图,其对应的完全图的边数是偶数. 证明:此命题显然成立,因为一个图与其补图同构,则它们 的边数相等, 于是它们对应完全图的边数为它们边数的和 所以该完全图的边数是偶数. a).给出5个结点的自补图.















四.树与生成树 树的定义:6个定义*,其中最主要的是连通无回路, e=v-1 分支结点, 叶结点 会求最小生成树
五. 根树 m叉树,完全 m叉树, (m-1)i=t-1 m叉树变成二叉树 会画最优树, 会设计前缀码
六.欧拉图与汉密尔顿图(会判定) 欧拉路,欧拉回路,欧拉图. 判定:有欧拉路的充要条件:无或有两个奇数度的结点. 有欧拉回路的充要条件:所有结点度数均为偶数.
三.图的矩阵 邻接矩阵A:结点与结点之间的邻接关系矩阵. 根据邻接矩阵判断:各结点的度, 有向图结点出,入度. 由Ak可以求一个结点到另一个结点长度为k的路条数. 可达矩阵P:结点u到结点v的可达性的矩阵. 用P可以判定:各结点的度. 有向图的强分图. 关联矩阵M:是结点与边的关联关系矩阵. 用M判定:各结点的度
判定下面图是否能一笔画.
12 13 2
11 10
18 17
19 21
16 30
a1 29
14 15
图的最大度Δ(G),最小度δ(G), 图所有结点度数总和与边的关系, 出度和与入度和关系 图的同构 二.路与回路 路,回路,迹,闭迹,通路,圈 无向图的连通性:连通图,连通分支,连通分支数W(G), 点割集,割点,点连通度k(G), 边割集,割边(桥),边连通度λ(G) 结点间的距离, 图的直径 有向图的连通性:可达性, 强连通,单侧连通,弱连通
图论小结
本章内容特点: 概念很多, 而且有些概念很相近,容易弄错, 要特别仔细.
另外本章内容容易理解, 也不那么抽象. 下面再将内容归纳一下:
一.图的概念 图的定义, 有向边,无向边,平行边,环 邻接点,邻接边, 孤立结点 有向图, 无向图,简单图,混合图,零图,平凡图,多重图, 完全图,子图, 生成子图,补图, 结点的度, 结点的出度, 结点的入度,

b)是否有3个结点或6个结点的自补图. 解:不存在.因为K3与K6 的边数分别是3和15.
证明证:任明取如u果,v图∈GV是(G不), 连如通果的u与,则v不它邻的接补,图则在是G-G-连中通有的边.(u,v) 所以在G-中 u与v是连通的. 如果在G中u与v邻接, 则u与v
在G的同一个连通分支, 由于G是不连通的,所以G必有另 一(u,个w)连,(w通,v分),于支是G(在V1G-),中设必w∈有V路1(uGw)v, ,于所是以在G-G-是中连必通有的边.
所以∑(degi(v))2 =∑(dego(v))2


(2)画出右图的补图.












(4)证明下面两个图是同构的.
a
a
b
g

f
j

e
h i
c
d
b
f i
e
c
d g h
j
再验证边之间的对应关系.
f aV1 V1 a b b c c d d e e f f g g h h i i j j
充要条件:G不含与K5或K3,3在2度结点内同构子图. 九.对偶图与着色
会画对偶图, 会对图正常着色.
习题课
证明任何有向简单完全图中,所有结点的入度平方 之和等于所有结点出度平方之和. (设图有n个结点) 证明: 因有向简单完全图中每个结点v:
degi(v) =dego(v) =n-1 故,所有结点的入度平方之和等于所有结点出度平方之和.
00100
10000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
P=A∨A(2)∨A(3)∨A(4)∨A(5)
00000 10110 P= 10000 10100 00000
0 ∞∞∞∞
10 1 1 ∞ D= 1 ∞ 0 ∞ ∞
1∞1 0 ∞
∞∞∞∞ 0
距离矩阵D: 将各个Ai中非0元素取最小的; 主对角线为0; 主对角线以外的0变成∞.
弱分图: G本身.
求右图的邻接矩阵,可达矩阵和距离矩阵.
解:
00000
10110
A= 10000 00100
00000
v2
v1
v5
v3
v4
00000
00000
00000
00000
10110
10100
10000
00000
A= 10000 A2 = 00000 A3 = 00000 A4 = 00000
分析右图,求 a)从A到F的所有通路.
通路:路中结点不同.
A B C D E F
CF ABEF ADEF ABECF ABCEF ADECF
ADEBCF
b)从A到F的所有迹.
迹:路中边不同.
ABCF ABEF ADEF ABECF ABCEF ADECF
ADEBCF ADEBCEF
或者∑(degi(v))2 -∑(dego(v))2 = ∑[(degi(v))2 -(dego(v))2]
= ∑{[(degi(v))+(dego(v))] [(degi(v)) -(dego(v))]}
= n2(n-1)∑{[(degi(v)) -(dego(v))]}

= 2n(n-1) {∑degi(v) -∑dego(v)}=2n(n-1)0=0
c) A和F之间的距离.
距离:就是最短的路长.
A和F之间的距离为3.
求右图的图G的强分图,单侧分图和弱分图.
解:找强分图:在回路中的结点构成
3 4 6
一个强分图,其余结点自己构成各自 2 1 5 的强分图.
强分图有:{1,2,3},{4},{5},{6}各自导出的子图.
单侧分图:{1,2,3,4,5,6}导出的子图.
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