Планарные графы презентация

Содержание

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ Политическая Физическая карта

Слайд 1ПЛАНАРНЫЕ ГРАФЫ
Лекция 8


Слайд 2ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ
Политическая

Физическая
карта карта

Толчком, ускорившим развитие теории графов, явилась эпоха великих географических открытий.


Слайд 3
ТЕОРЕМА О ЧЕТЫРЕХ КРАСКАХ.
Теорема (доказана программистами IBM): Любую карту, нарисованную на

плоскости или сфере, можно раскрасить четырьмя красками так, что любые две страны, имеющие общую границу, будут разного цвета.











Слайд 4ТОР
Теорема 2: Любую карту, нарисованную на торе, можно раскрасить пятью красками

так, что любые две страны, имеющие общую границу, будут разного цвета.

Слайд 5КРЕНДЕЛЬ
Теорема 3: Любую карту, нарисованную на поверхности кренделя, можно раскрасить шестью

красками так, что любые две страны, имеющие общую границу, будут разного цвета.

Слайд 6ТОПОЛОГИЯ
В топологии считается, что все тела сделаны из эластичного материала, и

потому их можно сжимать и растягивать и они не порвутся. Такие деформации зовутся гомеоморфизмом.




Т.о. топология изучает свойства гомеоморфных тел.

Слайд 7ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛАНАРНОГО ГРАФА
Граф, изображенный на плоскости или на шаре, называется плоским

или планарным графом, если его ребра (дуги) не пересекаются в точках, отличных от вершин графа.

Слайд 8ПРИМЕРЫ
1
1
3
5
2
4
4
3
5
2



Слайд 9ЧТО ТАКОЕ «ГРАНЬ»
Гранью (страной) в плоском представлении графа называется

часть плоскости, ограниченная простым циклом и не содержащая внутри других циклов.

Слайд 10ПРИМЕР


Слайд 11САМОСТОЯТЕЛЬНО
Определить (занумеровать) все грани на планарном графе G(X,U):
1
5
3
6
2
4


Слайд 12ТЕОРЕМА ЭЙЛЕРА
Пусть В - количество вершин в графе, Г - количество

граней в плоском представлении графа, Р - количество рёбер в графе. Тогда получаем формулу Эйлера для связного планарного графа:

В + Г - Р = 2

Слайд 13ПРИМЕРЫ
G1(X,U)

G2(X,U)

2

5

3

1

2

4

4

3

1


2

1

4

3

Цифрами в зеленых кружках
обозначены грани.

Выделить грани самостоятельно


Слайд 14ФОРМУЛА ЭЙЛЕРА ДЛЯ НЕСВЯЗНОГО ГРАФА
Для несвязного планарного графа с

K компонентами связности формула Эйлера имеет вид:
В + Г - Р = K + 1.

Слайд 15 ПРИМЕР

Несвязный планарный граф с К = 3 компонентами:

1

4

2

3

8

9

7

5

6

В + Г - Р = К + 1

Выделить грани самостоятельно


Слайд 16ТЕОРЕМА КУРАТОВСКОГО - ПОНТРЯГИНА
Граф планарен тогда и только тогда, когда он

не содержит подграфов типов, приведённых ниже:


Слайд 17САМОСТОЯТЕЛЬНО
Проверить планарность графа G(X,U), изображенного ниже.









Слайд 18ДВОЙСТВЕННЫЕ ГРАФЫ
Правила построения двойственного графа:
1. Каждая грань исходного графа заменяется вершиной

двойственного.
Если граф неориентированный, то каждое ребро исходного графа заменяется пересекающим его ребром двойственного.
Если исходный граф ориентированный, то каждая дуга исходного графа заменяется пересекающей ее дугой двойственного графа по «правилу правой руки».
Если исходный граф является взвешенным, то вес каждого ребра (дуги) двойственного графа равен весу ребра (дуги), которую оно (она) пересекает.

Слайд 19ПРАВИЛО ПРАВОЙ РУКИ
Построение двойственной дуги: 4 пальца указывают направление дуги исходного

графа, а большой палец – двойственного.



Слайд 20ПРИМЕР
Исходный орграф Двойственный орграф
2
4
3
1
1
2
3
1
2
3
Грани исходного графа


Слайд 21СВОЙСТВА ДВОЙСТВЕННЫХ ГРАФОВ
Простому контуру исходного графа, «закрученному» по часовой стрелке, соответствует

вершина-источник двойственного графа.
Простому контуру исходного графа, «закрученному» против часовой стрелки, соответствует вершина-сток двойственного графа.
Грани исходного графа, образованной встречно ориентированными дугами, соответствует вершина двойственного графа, которой инцидентны, как заходящие, так и исходящие дуги.


Слайд 22СЛЕДСТВИЕ ТЕОРЕМЫ 1
Вершины любого планарного графа можно раскрасить четырьмя красками так,

что цвет вершин, принадлежащих любому ребру, будет различным.

1

6

5

4

3

2


Слайд 23САМОСТОЯТЕЛЬНО
Раскрасить вершины графа G(X,U) четырьмя красками так, чтобы цвет вершин, принадлежащих

любому ребру, был различным.

2

1

3

4

5


Слайд 24САМОСТОЯТЕЛЬНО
Построить граф, двойственный заданному ниже смешанному графу G(X,U):
1
4
5
6
3
2


Слайд 25САМОСТОЯТЕЛЬНО
Определить вес дуг и ребер графа, двойственного заданному ниже взвешенному смешанному

графу G(X,U):

1

4

5

6

3

2

5 7


4 1 3 2 6 9





8 2


Слайд 26САМОСТОЯТЕЛЬНО
Для каких из этих тел справедлива теорема о четырех красках?


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика