圖-連通的概念

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1、三、連通性?3.1連通性和Whitmey定理?定義V’真包含于V(G),G[V(G)-V’]不連通,而G是連通圖,則稱V’是G的頂剖分集。最小頂剖分集中頂?shù)膫€(gè)數(shù),記成κ(G),叫做G的連通度;規(guī)定κ(Kv)=υ-1;κ(不連通圖)=κ(平凡圖)=0。由一個(gè)頂組成的頂剖分集叫割頂。沒(méi)有割頂?shù)膱D叫做塊,G中的成塊的極大子圖叫做G的塊。定義E’包含于E(G),G為連通圖,而G-E’(從G中刪除E’中的邊)不連通,則稱E’為G的邊剖分集,若G中已無(wú)邊剖分集E″,使得E″

2、。規(guī)定κ’(不連通圖)=0,κ’(Kv)=υ-1。定義κ(G)>=k時(shí),G叫做k連通圖;κ’(G)>=k時(shí),G稱為k邊連通圖。k連通圖,當(dāng)k>1時(shí),也是k-1連通圖。k邊連通圖,當(dāng)k>1時(shí),也是k-1邊連通圖。上面就是頂連通與邊連通的概念,好象不指明的就是指頂連通了。?定理1κ(G)=<κ’(G)=<δ(可以復(fù)習(xí)一下第一章的1.2:δ=min{d(vi)})證:設(shè)d(v)=δ,則刪除與v邊關(guān)聯(lián)的δ條邊后,G變不連通圖,所以這δ條邊形成一個(gè)邊剖分集,故最小邊剖分集邊數(shù)不超過(guò)δ,即κ’(G)=<δ。下證κ=<κ’。分情形討論之。若G中無(wú)橋,

3、則有κ’>=2條邊,移去它們之后,G變成不連通圖。于是刪除這κ’條中的κ’-1條后,G變成有橋的圖。設(shè)此橋?yàn)閑=uv,我們對(duì)于上述κ’-1條刪去的每條邊上,選取一個(gè)端點(diǎn),刪除這些(不超過(guò)κ’-1個(gè))端點(diǎn),若G變得不邊能,則κ=<κ’-1;若仍連通,則再刪去u或v,即可使G變得不連通,于是κ=<κ’。證畢。這個(gè)定理很好理解,圖論中的一些定理常以這種“友好”的面目出現(xiàn)。?下面就是Whitmey定理?定理2(Whitney,1932)υ>=3的圖是2連通圖的充要條件是任二頂共圈(在一個(gè)圈上)。證:若任二頂共圈,任刪除一個(gè)頂w后,得圖G-w。任

4、取兩頂u,v∈V(G-w),u,v在G中共存于圈C上,若w不在C上,則G-w中仍有圈C,即u與v在G-w中仍連通;若w在G中時(shí)在C上,在G-w中u與v在軌C-w上,故u與v仍連通。由u與v之任意性,G-w是連通圖,故κ(G)>=2,即G是2連通圖。反之,若G是2連通圖,υ>=3,任取u,v∈V(G),用對(duì)d(u,v)的歸納法證明u與v之間有兩條無(wú)公共內(nèi)頂?shù)能壆?dāng)d(u,v)=1是時(shí),因κ=<κ’=<δ,故κ’>=2,uv邊不是橋,G-uv仍連通,于是G-uv中存在從u到v的軌P1(u,v),這樣從u到v有兩條無(wú)公共內(nèi)頂?shù)能塒1(u,v)與

5、邊uv。假設(shè)d(u,v)=2),結(jié)論已成立,考慮d(u,v)=k的情形。令P0(u,v)之長(zhǎng)為k,w是P0(u,v)上與v相鄰的頂,則d(u,w)=k-1,由歸納法假設(shè),在u,w之間有兩條無(wú)公共內(nèi)頂P與Q,因G是2連通較長(zhǎng),故G-w仍連通。在G-w中存在軌P’(u,v)<>P0(u,v),令x是P∪Q上P’的最后一個(gè)頂。因u∈P∪Q,故x存在(可能x=u)。不妨設(shè)x∈V(P),則G有兩個(gè)u,v之間無(wú)公共內(nèi)頂?shù)能墸阂粋€(gè)是P上從u到x段并在P’上從x到v段;一個(gè)是Q+wv。證畢。?圖論的定理證明,沒(méi)有其他數(shù)學(xué)的那么多推導(dǎo),那么多

6、的公式,符號(hào)也是有限的幾個(gè),看多了就明白了。概念清晰還是很重要,很多東西是概念性的。還有就是構(gòu)造了,照題能構(gòu)造出的相應(yīng)的圖有時(shí)就迎而解了。就是打字時(shí)中英文切換麻煩。???????????3.2割頂、橋、塊?割頂、橋、塊都是一個(gè)圖的關(guān)鍵部位了。本節(jié)給出三個(gè)定理來(lái)闡述這三個(gè)概念,好象少了點(diǎn),不過(guò)這本書的東西有些地方很語(yǔ)焉不詳?shù)模矣行〇|西到處穿插,并且有很強(qiáng)的理論性,很少涉及實(shí)踐中的問(wèn)題??雌饋?lái)比較的累人。?定理3v是連通圖的一個(gè)頂點(diǎn),則下可述命題等價(jià):(1)??v是割頂(2)??存在與v不同的兩個(gè)頂u,w,使得v在每一條由u到w的軌上(

7、3)??存在V-{v}的一個(gè)劃分V-{v}=U∪W,U∩W=φ,使得對(duì)任意的u∈U,w∈W,v在每一條由u到w的軌上。??定理4x是G的一邊,G是連通圖,則下述命題等價(jià):(1)???x是G的橋。(2)??????x不在G的任一圈上。(3)??????存在頂u,v∈V(G),使得x在每一個(gè)從u到v的軌上。(4)??????存在V(G)的劃分U與W,使得任二頂u,w,u∈U,w∈W時(shí),x在每條從u到v的軌上。?上面的都沒(méi)什么可證的,就是軌、連通片、割頂、橋等概念翻來(lái)覆去的用就是了。?定理5G連通,υ>=3,則下列命題等價(jià):(1)G是塊。(2

8、)??G的任二頂共圈。(3)??G的任一頂與任一邊共圈(4)??G的任二邊共圈(5)??任給G的二頂及一邊,存在連接此二頂含此邊之軌(6)??對(duì)G的三個(gè)不同的頂,存在一軌,連接其中兩個(gè)頂,含第三個(gè)頂(7)?

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