Matematyka dyskretna - grafy - zadania.pdf

(109 KB) Pobierz
3931361 UNPDF
LISTA1 MATEMATYKADYSKRETNA Matematyka
Dlapodanychni˙zejhipergraf´ow H =( V;E ) ; rozwi¸aza´czadania1-10.
a. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 g;E = ffv 1 ;v 2 ;v 3 g;fv 1 ;v 2 g;fv 1 ;v 3 g;fv 4 ;v 5 gg;
b. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 g;
E = ffv 1 ;v 2 ;v 4 g;fv 1 ;v 2 ;v 4 ;v 6 g;fv 2 ;v 3 ;v 5 g;fv 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 g;fv 3 ;v 5 ;v 6 g;fv 5 ;v 6 gg:
c. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 g;E = ffv 1 g;fv 1 ;v 3 g;fv 1 ;v 2 ;v 4 g;fv 3 ;v 4 ;v 5 g;fv 3 ;v 5 gg:
d. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 ;g;
E = ffv 1 ;v 2 ;v 4 ;v 5 g;fv 1 ;v 6 g;fv 2 ;v 3 g;fv 1 ;v 2 ;v 6 g;fv 2 ;v 3 g;fv 4 ;v 5 ;v 6 gg;
e. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 g;E = ffv 1 ;v 2 ;v 3 g;fv 1 ;v 3 ;v 5 g;fv 2 ;v 4 ;v 5 g;fv 1 ;v 3 ;v 4 gg;
f. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 g;
E = ffv 1 ;v 2 g;fv 1 ;v 6 g;fv 2 ;v 4 g;fv 2 ;v 5 g;fv 2 ;v 6 g;fv 3 ;v 4 g;fv 3 ;v 5 g;fv 3 ;v 6 g;fv 5 ;v 6 gg:
g. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 ;v 7 g;
E = ffv 2 g;fv 2 ;v 4 ;v 5 ;v 7 g;fv 2 ;v 3 ;v 5 ;v 6 g;fv 4 ;v 7 g;fv 3 ;v 5 g;fv 5 ;v 6 gg;
h. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 ;v 7 ;v 8 g;E = ffv 1 ;v 2 g;fv 1 ;v 8 g;fv 2 ;v 3 ;v 4 g;fv 3 ;v 5 g;fv 5 ;v 6 ;v 7 ;v 8 gg;
i. V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 g;
E = ffv 1 ;v 2 ;v 3 g;fv 1 ;v 3 ;v 6 g;fv 2 ;v 3 ;v 4 g;fv 2 ;v 3 ;v 5 g;fv 2 ;v 3 ;v 6 g;fv 3 ;v 4 ;v 5 g;fv 3 ;v 5 ;v 6 gg:
Zad.1Poda´cinterpretacj¸egeometryczn¸atychhipergraf´ow.
Zad.2Wyznaczy´c N H ( v 3 ) ;N H ( v 5 ) ;N H [ v 2 ] ;N H [ v 6 ] ;d H ( v 2 ) ;d H ( v 4 ) ( H ) ; ¢( H ).
Zad.3Wyznaczy´cmacierzs¸asiedztw A ( H )orazmacierzincydencji R ( H ).
Zad.4Okre´sli´c,czyw´sr´odtychhipergraf´ows¸a:hipergrafysp´ojne,hipergrafyproste,hiper-
grafyregularne,hipergrafyjednorodne,pseudografy,multigrafy,grafy.
Zad.5Znale´z´c(oileistnieje)drog¸edÃlugo´sci4i5orazcykldÃlugo´sci3i4.
Zad.6Wyznaczy´cnajdÃlu˙zsz¸a´scie˙zk¸e,drog¸eicykl.
Zad.7Wyznaczy´c(oilemo˙zliwe)podhipergrafy H 0 =( V 0 ;E 0 ) ; gdzie
1. jV 0 j = jE 0 j =3, 2. jV 0 j =4 ;jE 0 j =2, 3. jV 0 j =3 ;jE 0 j =5.
Zad.8Wyznaczy´chipergrafy H [ X ]oraz Hj X dla X = A;B;C;D ,je˙zeli
A = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 g;B = fv 2 ;v 4 ;v 5 g;C = fv 3 ;v 5 g;D = fv 1 ;v 3 ;v 6 g .
Zad.9Wyznaczy´c(oileistniej¸a)podhipergrafyb¸ed¸ace
1.grafamirozpinaj¸acymi1-regularnymi, 2.pseudografamirozpinaj¸acymi,
3.3-jednorodnymirozpinaj¸acymihipergrafami, 4.grafamirz¸edu5o¢ · 2.
Zad.10Znale´z´cmultigrafyprzeci¸e´ctychhipergraf´ow.
Definicja. Multigrafemprzeci¸e´chipergrafuH =( V;E )nazywamymultigraf I ( H ),wkt´orym
V ( I ( H ))= E ( H )orazdwawierzchoÃlki e i ;e j multigrafus¸apoÃl¸aczone k -kraw¸edziamir´ownolegÃlymi
wtedyitylkowtedy,gdyodpowiedaj¸aceimkraw¸edziehipergrafumaj¸adokÃladnie k element´ow
wsp´olnych.
Zad.11Danyjestgraf G omacierzyincydencjiorazs¸asiedztw(odpowiednio)
a :R ( G )=
2
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 4
100000000
110000000
011100001
000010001
000011100
001001010
000100110
3
7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 5
; b :A ( G )=
2
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 4
01000000
10111100
01011110
01101110
01110100
01111000
00110001
00000010
3
7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 5
:
Wyznaczy´cmacierzs¸asiedztworazmacierzincydencji(odpowiednio)grafu G iznale´z´cstopie´n
ka˙zdegowierzchoÃlkagrafu G .
Zad.12Znale´z´cnieizomorficznegrafy G¡v ,maj¸acdanygraf G
1. K 4 ¡e oraz d G ( v )=3, 2. P 4 [K 1 oraz d G ( v )=2,
3. K 1 ; 3 + e oraz d G ( v )=2, 4. C 5 .
Zad.13Odtworzy´cnieizomorficznegrafy G ,maj¸acdanygraf G¡v
1. K 5 ¡e oraz d G ( v )=2, 2. P 5 [K 1 oraz d G ( v ) · 1,
3. K 1 ; 4 + e oraz d G ( v )=3, 4. C 4 oraz d G ( v ) · 2.
Zad.14Sprawdzi´c,czyistniejegraf,wkt´orymstopniewierzchoÃlk´ows¸ar´owne
1.5,5,5,5,6,6, 2.5,5,4,4,3,2, 3.5,4,3,3,2,1.
Zad.15Wykaza´c,˙zeliczbawierzchoÃlk´owonieparzystymstopniuwdowolnymgrafie G jest
zawszeparzysta.
Zad.16Poda´cprzykÃlady(oileistniej¸a)
1.grafudwudzielnego,kt´oryjestregularny,
2.czterech(nieizomorficznych)graf´owsp´ojnych,kt´ores¸a4-regularne,
3.wszystkichnieizomorficznychgraf´owrz¸edu4,
4.wszystkichnieizomorficznychsp´ojnychgraf´owrz¸edu5,
5.wszystkichnieizomorficznychdrzewrz¸educonajwy˙zej6.
Zad.17Wykaza´c,˙zegraf G lubgraf G jestsp´ojny.
Zad.18Wykaza´c,˙zeliczbawierzchoÃlk´owwgrafiesamodopeÃlniaj¸acymsi¸e( G = G )
wynosi4 k albo4 k +1.Poda´cprzykÃladygraf´owsamodopeÃlniaj¸acychsi¸eo4i5wierzchoÃlkach.
Zad.19Wyznaczy´cliczb¸ekraw¸edzigrafupeÃlnegotr´ojdzielnego K r;s;t = K r + K s + K t .
Narysowa´cgrafytr´ojdzielneo6,7,8wierzchoÃlkach.
Zad.20Znale´z´crz¸ad,rozmiar,minimalnyimaksymalnystopie´nnast¸epuj¸acychgraf´ow
1. K m;n , 2. K n + K m , 3. C n [C n ,
4. P n + P m , 5. K m [K n , 6.( C n + C m )+ K r;s;t ,
7.( K 1 ;n ¡e )+ mK 1 , 8. K 2 m ¡mK 2 , 9.(4 K n [ 5 P n )+6 K n;n ,
gdzie mG = G[G [ :::[G
| {z }
razy
= [ m G .
3931361.001.png 3931361.002.png
LISTA2 MATEMATYKADYSKRETNA Matematyka
Zad.1Wyznaczy´c(oileistnieje)homomorfizmnast¸epuj¸acychparmultigraf´ow
1. P 3 i P 5 , 2. C 3 i C 5 , 3. P 3 i C 4 , 4.rys.(1), 5.rys.(2).
Zad.2Sprawdzi´c,czypodanemultigrafy(rys.(1)-(4))s¸aizomorficzne.
Zad.3Znale´z´cpromie´n r ( G ),centrum CT ( G )i´srednic¸ediam( G )nast¸epuj¸acychgraf´ow
1. G =( V;E ),gdzie V = fv 1 ;v 2 ;v 3 ;v 4 ;v 5 ;v 6 g;
E = ffv 1 ;v 2 g;fv 1 ;v 6 g;fv 2 ;v 4 g;fv 2 ;v 5 g;fv 2 ;v 6 g;fv 3 ;v 4 g;fv 3 ;v 5 g;fv 3 ;v 6 g;fv 5 ;v 6 gg ,
2. G =( V;E ),gdzie V = f 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 g;E = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 4 g;f 2 ; 3 g;f 2 ; 5 g;f 2 ; 4 g;f 3 ; 4 g;f 4 ; 5 gg ,
3. K n , 4. P n , 5. C n , 6. K m;n , 7. C n ¡e ,
8. n -wierzchoÃlkowychnieizomorficznychdrzew T dla n =3 ; 4 ; 5.
Zad.4Wykaza´c,˙zelas F o k -komponentachsp´ojno´sciposiada jV ( F ) j¡k kraw¸edzi.
Zad.5Narysowa´cwszystkienieizomorficznedrzewarz¸edu4
1.niezaetykietowane 2.niezaetykietowanezkorzeniem 3.zaetykietowane.
Zad.6Wyznaczy´cgrup¸eautomorfizm´owgrafu G =( V;E ),je˙zeli
1. V = f 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 g;E = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 3 g;f 1 ; 5 g;f 2 ; 4 g;f 2 ; 6 g;f 3 ; 4 g;f 3 ; 5 g;f 4 ; 6 gg ,
2. V = f 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 g;E = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 4 g;f 2 ; 3 g;f 2 ; 5 g;f 2 ; 4 g;f 3 ; 4 g;f 4 ; 5 gg ,
3. V = f 1 ; 2 ;:::; 9 g;E = ff 1 ; 2 g;f 2 ; 3 g;f 2 ; 4 g;f 2 ; 5 g;f 5 ; 6 g;f 5 ; 7 g;f 5 ; 8 g;f 6 ; 9 gg ,
4. V = f 1 ; 2 ;:::; 10 g;E = ff 1 ; 5 g;f 1 ; 6 g;f 1 ; 7 g;f 1 ; 9 g;f 2 ; 6 g;f 3 ; 6 g;f 4 ; 6 g;f 4 ; 8 g;f 4 ; 10 gg .
Zad.7Obliczy´c,ilezaetykietowanychdrzewnazbiorzewierzchoÃlk´ow f 1 ; 2 ;:::;ng posiada
1.wierzchoÃlekstopnia 1 ; 2.wierzchoÃlekstopnia 2 ;
3.wszystkiewierzchoÃlkistopnia1lub2 ; 4.stopie´nwierzchoÃlka1r´ownyjeden.
Zad.8Niech T b¸edziedrzewem.Pokaza´c,˙ze P
v2V ( T ) d T ( v )=2( 1) :
Zad.9Wykaza´c,˙zewdrzewie T rz¸edu n;n¸ 2istniej¸aconajmniejdwawierzchoÃlkiwisz¸ace.
Zad.10Wykaza´c,˙zeje˙zeli ± ( G ) ¸ 2,tograf G zawieracykl.
Zad.11Znale´z´ckodPr¨uferadladrzew T =( V;E ),gdzie
1. V = f 1 ; 2 ;:::; 10 g oraz E = ff 1 ; 5 g;f 1 ; 6 g;f 1 ; 7 g;f 1 ; 9 g;f 2 ; 6 g;f 3 ; 6 g;f 4 ; 6 g;f 4 ; 8 g;f 4 ; 10 gg ,
2. V = f 1 ; 2 ;:::; 9 g oraz E = ff 1 ; 3 g;f 1 ; 5 g;f 1 ; 8 g;f 2 ; 3 g;f 3 ; 4 g;f 3 ; 6 g;f 3 ; 7 g;f 3 ; 9 gg .
Zad.12Znale´z´cdrzewaopodanychkodachPr¨ufera
1.4 ; 7 ; 2 ; 7 ; 4 ; 2 ; 4 ; 2.4 ; 4 ; 4 ; 4 ; 4 ; 4 ; 3.8 ; 2 ; 6 ; 1 ; 9 ; 9 ; 1 :
3931361.003.png
Zad.13Obliczy´c,ilewierzchoÃlk´owmadrzewopeÃlnebinarneodanejwysoko´sci h:
Zad.14Zbudowa´coptymalnedrzewobinarnedlazbior´owwagiobliczy´cjegowag¸e
1. f 1 ; 3 ; 4 ; 6 ; 9 ; 13 g; 2. f 2 ; 4 ; 5 ; 8 ; 13 ; 15 ; 18 ; 25 g; 3. f 1 ; 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 8 ; 13 ; 21 ; 34 g:
Zad.15Danyjestgraf G =( V;E ) ; gdzie V = f 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 g;E = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 3 g;f 1 ; 4 g;
f 2 ; 3 g;f 3 ; 4 g;f 4 ; 5 gg .
1.Narysowa´cwszystkiedrzewarozpinaj¸acetegografu.
2.Wyznaczy´czbi´orcyklifundamentalnychiprzekroj´ow(kocykli)elementarnychzwi¸azanych
zwybranymdrzewemrozpinaj¸acym.
3.Wygenerowa´cwszystkiecykleiprzekroje(kocykle)grafu G .
4.Wyznaczy´cliczb¸ecyklomatyczn¸a ¹ ( G )orazliczb¸ekocyklomatyczn¸a ¹ ¤ ( G ).
Zad.16Danyjestgraf G =( V;E ) ;V = f 1 ; 2 ;:::; 10 g;E = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 6 g;f 1 ; 8 g;f 2 ; 5 g;
f 3 ; 4 g;f 3 ; 5 g;f 3 ; 6 g;f 4 ; 5 g;f 4 ; 9 g;f 4 ; 10 g;f 5 ; 6 g;f 6 ; 7 g;f 6 ; 8 g;f 7 ; 8 g;f 9 ; 10 gg .
1.Pokaza´cjakalgorytm DFS wyznaczadrzeworozpinaj¸acetegografuorazwyznaczy´c
zbi´orcyklifundamentalnychiprzekroj´owelementarnychzwi¸azanychztymdrzewem.
2.Pokaza´cjakalgorytm BFS wyznaczadrzeworozpinaj¸acetegografuorazwyznaczy´c
zbi´orcyklifundamentalnychiprzekroj´owelementarnychzwi¸azanychztymdrzewem.
5.Korzystaj¸aczalgorytmu BFS; wyznaczy´codlegÃlo´s´cwierzchoÃlk´owgrafu G odwierz-
choÃlka3.
Zad.17Niech T b¸edziedrzewemrozpinaj¸acymgrafu G ( G6 = T ) : Udowodni´c,˙ze
1.dowolnyprzekr´ojgrafu G makraw¸ed´zwsp´oln¸az T ,
2.dowolnycyklgrafu G makraw¸ed´zwsp´oln¸az G¡T ,
3.graf T + e zawieracykldladowolnejkraw¸edzi e2E ( G¡T ) :
Zad.18Danyjestmultigraf G =( V;E ) ; gdzie V = f 1 ; 2 ; 3 ; 4 g;E = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 2 g;f 1 ; 3 g;
f 1 ; 4 g;f 2 ; 3 g;f 2 ; 4 g;f 3 ; 4 gg orazjegopodmultigrafy G i =( V;E i )( i =1 ; 2 ; 3) ;E 1 = ff 1 ; 2 g;
f 1 ; 2 g;f 2 ; 3 g;f 3 ; 4 gg;E 2 = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 3 g;f 2 ; 4 g;f 3 ; 4 gg;E 3 = ff 1 ; 3 g;f 1 ; 4 g;f 2 ; 3 g;f 2 ; 4 gg .
Wyznaczy´cnast¸epuj¸acer´o˙znicesymetrycznegraf´ow G 1 ¥G 2 ;G 1 ¥G 3 ;G 2 ¥G 3 ;G 1 ¥G 2 ¥G 3 :
Zad.19Danyjestgraf G =( V;E ) ; gdzie V = f 1 ; 2 ; 3 ; 4 g;E = ff 1 ; 2 g;f 1 ; 3 g;f 1 ; 4 g;f 2 ; 3 gg:
Wyznaczy´cprzestrzenieW G ; W C ; W C ¤ orazichbazyiwymiary.
Zad.20Wyznaczy´cliczb¸ecyklomatyczn¸a ¹ ( G )orazliczb¸ekocyklomatyczn¸a ¹ ¤ ( G )dla
K n ;K m;n ;C n ;C n [K m ;K 1 ;n [P m [K n;n;m ;r -regularnegografu G rz¸edu n .
Niech G =( V;E )b¸edziemultigrafem,a G j =( V;E j ) ;j =1 ; 2jegopodmultigrafami. R´o˙znic¸a
symetryczn¸aG 1 ¥G 2 nazywamymultigraf G 0 =( V;E 1 ¥E 2 ).
Niech jE ( G ) j = m oraz FµE .Podzbiorowi F przyporz¸adkowujemywektor X F =[ x 1 ;:::;x m ]
taki,˙ze x i =1 ,e i 2F oraz x i =0wprzeciwnymwypadku.R´oznicysymetrycznejmultigraf´ow
odpowiadadodawaniewektor´owmodulo2.
Przez W E oznaczmyzbi´orwszystkichwektor´owodpowiadaj¸acychpodzbioromrodziny2 E ,natomiast
przez W C ( W C ¤ )-podzbioromkraw¸edzioworozÃl¸acznychcykli(przekroj´ow)multigrafu.
Twierdzenie1.W G =( W E ;GF (2) ; + 2 2 ) jestprzestrzeni¸awektorow¸amultigrafuG =( V;E ) .
Twierdzenie2. PrzestrzeniamiwektorowymimultigrafuG =( V;E ) s¸a
przestrze´ncykli W C =( W C ;GF (2) ; + 2 2 ) orazprzestrze´nprzekroj´ow W C ¤ =( W C ¤ ;GF (2) ; + 2 2 ) .
Zgłoś jeśli naruszono regulamin