Tải bản đầy đủ (.pdf) (61 trang)

VNU-HUS MAT3500: TOÁN RỜI RẠC LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ I GIỚI THIỆU, BIỂU DIỄN ĐỒ THỊ VÀ SỰ ĐẲNG CẤU, TÍNH LIÊN THÔNG

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.83 MB, 61 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

VNU-HUS MAT3500: Toán rời rạc

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

Danh sách kềMa trận kề

Đếm số đường đi giữa các đỉnh

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Một số ví dụ

đỉnh với nhau

Có nhiều loại đồ thị khác nhau (vơ hướng, có hướng, đồ thịđơn giản, đa đồ thị, v.v...), mỗi loại có cách định nghĩa cụthể khác nhau, tùy thuộc vào việc các loại cạnh nào cầnđược xét

Điều này dẫn tới việc tồn tại nhiều thuật ngữ khác nhau (vàthường không thống nhất)

Trước khi đi vào định nghĩa đồ thị một cách cụ thể, chúngta xét một số ví dụ

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

V = {v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>, v<sub>4</sub>}

E = {(v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>2</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>4</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>1</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>)}

Hình:Chỉ có các cạnh<i>có hướng</i>; có<i>nhiều nhất một cạnh có hướng</i>

nối từ một đỉnh bất kỳ sang một đỉnh khác bất kỳ; và<i>có khuyên</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

V = {v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>, v<sub>4</sub>}

E = {(v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>4</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>1</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>)}

Hình:Chỉ có các cạnh<i>có hướng</i>; có<i>nhiều nhất một cạnh có hướng</i>

nối từ một đỉnh bất kỳ sang một đỉnh khác bất kỳ; và<i>khơng có khuyên</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

E = {v<sub>1</sub>v<sub>2</sub>, v<sub>1</sub>v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>v<sub>3</sub>, v<sub>2</sub>v<sub>4</sub>}m(v<sub>1</sub>v<sub>2</sub>) = 2, m(v<sub>2</sub>v<sub>3</sub>) = 3

m(v<sub>1</sub>v<sub>4</sub>) = m(v<sub>2</sub>v<sub>4</sub>) = 1

Hình:Chỉ có các cạnh<i>vơ hướng</i>; có thể có<i>nhiều cạnh</i>nối giữa haiđỉnh bất kỳ; và<i>khơng có khun</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

m(v<sub>1</sub>v<sub>2</sub>) = 2, m(v<sub>2</sub>v<sub>3</sub>) = 3E = {v<sub>1</sub>v<sub>2</sub>, v<sub>1</sub>v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>v<sub>3</sub>, v<sub>2</sub>v<sub>4</sub>, v<sub>4</sub>v<sub>4</sub>}m(v<sub>1</sub>v<sub>4</sub>) = m(v<sub>2</sub>v<sub>4</sub>) = m(v<sub>4</sub>, v<sub>4</sub>) = 1

Hình:Chỉ có các cạnh<i>vơ hướng</i>; có thể có<i>nhiều cạnh</i>nối giữa haiđỉnh bất kỳ; và<i>có khuyên</i>(có thể có nhiều khuyên tại một đỉnh)

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Một số ví dụ

Ví dụ 6 (Đa đồ thị có hướng (directed multigraph))

V = {v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>, v<sub>4</sub>}

E = {(v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>4</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>1</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>)}m(v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>) = 2

m(v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>) = m(v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>) = m(v<sub>2</sub>, v<sub>4</sub>) = m(v<sub>4</sub>, v<sub>1</sub>) = 1

Hình:Chỉ có các cạnh<i>có hướng</i>; có thể có<i>nhiều cạnh</i>nối giữa haiđỉnh bất kỳ; và<i>khơng có khun</i>(khác với định nghĩa trong sách củaRosen)

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

V = {v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>, v<sub>4</sub>}

m(v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>) = 2

E = {(v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>2</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>), (v<sub>2</sub>, v<sub>4</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>1</sub>), (v<sub>4</sub>, v<sub>2</sub>)}m(v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>) = m(v<sub>2</sub>, v<sub>2</sub>) = m(v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>) = m(v<sub>2</sub>, v<sub>4</sub>) = m(v<sub>4</sub>, v<sub>1</sub>) = 1

Hình:Chỉ có các cạnh<i>có hướng</i>; có thể có<i>nhiều cạnh</i>nối giữa haiđỉnh bất kỳ; và<i>có khuyên</i>(có thể có nhiều khuyên tại một đỉnh)

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Một số ví dụ

1Đơn đồ thị vơ hướngVơ hướngKhơngKhơng

3Đa đồ thị vơ hướng có khunVơ hướngCóCó

5Đơn đồ thị có hướngCó hướngKhơngKhơng

7Đa đồ thị có hướng và có khunCó hướngCóCó

Định nghĩa đa đồ thị có hướng khác với định nghĩa trongsách của Rosen

Các đồ thị sẽ được đề cập trong bài giảng

đơn đồ thị vô hướng ((simple, undirected) graph)đồ thị có hướng (directed graph hoặc digraph)

1

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Định nghĩa và khái niệm

<b>Đồ thị có hướng</b>

<i>Một đồ thị có hướng G = (V, E) đơn giản là một tập hợp V</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Định nghĩa và khái niệm

<i>vô hướng (undirected edge). Mỗi cạnh e = uv ∈ E (hoặc</i>

<i>e = {u, v} ∈ E) có hai đỉnh phân biệt u , v là cácđầu mút(endpoint)của e. Ta nói các đỉnh u, v làliền kề (adjacent)</i>trong

<i>đỉnh u, v</i>

<i>Định nghĩa trên có thể áp dụng cho cả trường hợp V là tập</i>

<i>vô hạn (infinite graph)). Tuy nhiên, trong bài giảng, chúng</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

Giới thiệu

Định nghĩa và khái niệm

<i>Cho G = (V, E) là một đồ thị vô hướng</i>

<i>Tập hợp các đỉnh kề với đỉnh v của G, ký hiệu N (v) hay</i>

<i>để chỉ tập các đỉnh liền kề với ít nhất một đỉnh trong A. Nói</i>

<i>v∈AN (v)</i>

<i>của G liên thuộc với đỉnh đó. Một khuyên tại đỉnh v (mộtcạnh nối v với chính nó) đóng góp 2 vào bậc của v</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Định nghĩa và khái niệm

<b>Định lý 1: Định lý bắt tay (Handshaking Lemma)</b>

<i>Cho G = (V, E) là một đồ thị vô hướng có m cạnh. Ta có</i>

Chứng minh.

<i>Với mỗi cạnh e = uv ∈ E, e được đếm chính xác hai lần</i>

Do đó, cả hai vế của đẳng thức trên đều bằng hai lần số

<i>cạnh của G</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

Giới thiệu

Định nghĩa và khái niệm

<i>Cho G = (V, E) là một đồ thị có hướng</i>

<i>các cạnh có đỉnh cuối (tail vertex) là v</i>

<i>các cạnh có đỉnh đầu (head vertex) là v</i>

<i>Một khuyên ở đỉnh v đóng góp 1 vào bậc vào và 1 vào bậcra của v</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

<i>Do đó, |E| = tổng các bậc vào = tổng các bậc ra</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Hình:<i>H</i>1<i>là đồ thị con thực sự của G nhưng không phải đồ thị concảm sinh. H</i>2<i>là đồ thị con cảm sinh của G</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị mới từ đồ thị cũ

<i>trong V</i><sup>′</sup><i>và các cạnh liên thuộc với chúng</i>. Với một đỉnh

<i>v ∈ V</i><sup>′</sup><i>, ta viết G − v thay vì G − {v}</i>

<i>trong E</i><sup>′</sup><i>. Với một cạnh e ∈ E</i><sup>′</sup><i>, ta viết G − e thay vì G − {e}</i>

G − v<sub>2</sub>v<sub>5</sub>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị mới từ đồ thị cũ

<i>trong E</i><sup>′</sup><i>. Với f ∈ E</i><sup>′</sup><i>, ta viết G + f thay vì G + {f }</i>

<i>cạnh e = uv ∈ E</i>

<i>gộp hai đỉnh u, v thành một đỉnh mới x, các cạnh kề với u vàkề với v chuyển thành cạnh kề với x</i>

xóa các khuyên tạo thành sau phép gộp

giữ lại một cạnh duy nhất trong số các cạnh song song

G + v<sub>1</sub>v<sub>2</sub>G/v<sub>1</sub>v<sub>5</sub>v<sub>3</sub>v<sub>4</sub>

v<sub>2</sub>x

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Một số đơn đồ thị đặc biệt

<b>Đồ thị đầy đủ</b>

đồ thị chứa đúng một cạnh nối mỗi cặp đỉnh phân biệt

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Một số đơn đồ thị đặc biệt

<b>Đồ thị bánh xe</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Một số đơn đồ thị đặc biệt

<i><b>Các khối n chiều</b></i>

<i>phân độ dài n, và hai đỉnh là liền kề khi và chỉ khi các xâu nhị</i>

phân biểu diễn chúng khác nhau đúng một bit

111110

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

26 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị hai phần

<b>Đồ thị hai phần</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

27 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị hai phần

Bài tập 2

<i>Cho đơn đồ thị vô hướng G = (V, E) có n ≥ 3 đỉnh. Gọi</i>

<i>H = (W, F )là một đồ thị con của G có ít nhất hai đỉnh. Chứngminh rằng nếu G là đồ thị hai phần thì H cũng là đồ thị hai</i>

Bài tập 3

<i>Chứng minh W<sub>n</sub><b>không là đồ thị hai phần với mọi n ≥ 3. (Gợi ý:</b></i>

<i>Sử dụng Bài tập 2 và kết quả K</i><sub>3</sub><i>không là đồ thị hai phần từBài tập 1)</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

28 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị hai phần

<b>Đồ thị hai phần đầy đủ</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

29 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị hai phần

<i>Cho G = (V, E) là một đơn đồ thị vô hướng</i>

<i>thỏa mãn điều kiện khơng có hai cạnh nào trong M có</i>

cùng một đỉnh liên thuộc. Nói cách khác, nếu

<i>uv, st ∈ M ⊆ Ethì {u, v} = {s, t} hoặc {u, v} ∩ {s, t} = ∅</i>

ghép cặp có số cạnh lớn nhất có thể

Mlà một ghép cặpMlà một ghép cặp cực đại

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

30 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị hai phần

<i>Cho G = (V, E) là một đơn đồ thị vô hướng</i>

<i>đỉnh A ⊆ V nếu với mọi đỉnh u ∈ A, tồn tại một cạnh</i>

<i>e ∈ Wsao cho e liên thuộc với u, nghĩa là e = uv với đỉnh</i>

<i>v ∈ V</i>nào đó

Mlà một ghép cặpMlà một ghép cặp

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

31 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

Giới thiệu

Đồ thị hai phần

<b>Định lý 4: Định lý Hall (Hall’s Marriage Theorem)</b>

<i>Cho G = (V</i><sub>1</sub><i>∪ V</i><sub>2</sub><i>, E)là một đồ thị hai phần. Tồn tại mộtghép cặp M ⊆ E bao phủ V</i><sub>1</sub><i>khi và chỉ khi với mọi S ⊆ V</i><sub>1</sub><i>,</i>

Chứng minh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

32 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

<i><b>Bước cơ sở: Ta chứng minh P (1) đúng. Thật vậy, do</b></i>

<i>m = 1, ta có thể giả sử V</i>1<i>= {u}. Theo giả thiết,</i>

<i>|NG(u)| ≥ |{u}| = |V</i>1<i>| = 1. Do đó, tồn tại, v ∈ NG(u) ⊆ V</i>2,

<i>nghĩa là M = {uv} là một ghép cặp bao phủ V</i>1

<i><b>Bước quy nạp: Giả sử P (j) đúng với mọi 1 ≤ j ≤ k, trong</b></i>

<i>đó k ≥ 1 là số nguyên nào đó. Ta chứng minh P (k + 1)</i>

đúng. Ta xét hai trường hợp

(1)<i><b>Với mọi tập con thực sự S , ∅ của V</b></i>1<i><b>, |N</b><sub>G</sub>(S)| > |S|</i>

(2)<i><b>Tồn tại một tập con thực sự T , ∅ của V</b></i>1<i><b>, |N</b><sub>G</sub>(T )| = |T |</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

33 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

<i>Áp dụng giả thiết quy nạp với H và K (</i>Tại sao?), tồn tại một

<i>ghép cặp M</i>1<i>trong H bao phủ T và một ghép cặp M</i>2trong

<i>Kbao phủ V</i>1<i>− T . Do đó, M = M</i>1<i>∪ M</i>2là một ghép cặp

<i>bao phủ V</i>1<i>= T ∪ (V</i>1<i>− T )</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

34 Đồ thị hai phần

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

35 Danh sách kề

Ma trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

Danh sách kề

có cạnh song song bằng cách liệt kê các đỉnh liền kề với mỗiđỉnh trong đồ thị

Đỉnh bắt đầu Đỉnh kết thúcv<sub>1</sub>v<sub>3</sub>, v<sub>5</sub>

v<sub>3</sub>v<sub>4</sub>, v<sub>5</sub>v<sub>4</sub>

Đỉnh Các đỉnh liền kềv<sub>1</sub>v<sub>3</sub>, v<sub>5</sub>

v<sub>2</sub>v<sub>4</sub>, v<sub>5</sub>v<sub>3</sub>v<sub>1</sub>, v<sub>4</sub>, v<sub>5</sub>v<sub>4</sub>v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>v<sub>5</sub>v<sub>1</sub>, v<sub>2</sub>, v<sub>3</sub>

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kề

36 Ma trận kề

Ma trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

Ma trận kề

<i>Giả sử G = (V, E) là một đồ thị vơ hướng có n đỉnh</i>

<i>v</i><sub>1</sub><i>, v</i><sub>2</sub><i>, . . . , v<sub>n</sub></i>.<i>Ma trận kề (adjacency matrix)Acủa G ứng vớithứ tự các đỉnh như trên là một ma trận kích thước n × n trong</i>

0 0 1 0 10 0 0 2 21 0 1 1 10 2 1 0 01 2 1 0 0



</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kề

37 Ma trận kề

Ma trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

0 0 0 0 10 0 0 1 01 0 1 0 10 1 1 0 00 2 0 0 0



</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kề

38 Ma trận liên thuộc

Sự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

Ma trận liên thuộc

<i>Giả sử G = (V, E) là một đồ thị vơ hướng có n đỉnh</i>

<i>v</i><sub>1</sub><i>, v</i><sub>2</sub><i>, . . . , v<sub>n</sub>và m cạnh e</i><sub>1</sub><i>, e</i><sub>2</sub><i>, . . . , e<sub>m</sub></i>.<i>Ma trận liên thuộc</i>

<i>cạnh như trên là một ma trận kích thước n × m trong đó các</i>

1 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 0 0 01 0 0 0 0 0 1 1 10 0 1 1 0 0 0 0 10 1 0 0 1 1 0 1 0

e<sub>9</sub>

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộc

39 Sự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

Sự đẳng cấu giữa các đồ thị

<b>Sự đẳng cấu</b>

<i>f : V</i><sub>1</sub><i>→ V</i><sub>2</sub><i>thỏa mãn điều kiện: với mọi đỉnh u, v ∈ V</i><sub>1</sub>,

<i>uv ∈ E</i><sub>1</sub><i>khi và chỉ khi f (u)f (v) ∈ E</i><sub>2</sub>

Hình:<i>G</i>1<i>≃ G</i>2<i>do tồn tại song ánh f : V</i>1<i>→ V</i>2định nghĩa bởi

<i>f (vi) = wi(1 ≤ i ≤ 4) thỏa mãn điều kiện đề ra</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 41</span><div class="page_container" data-page="41">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộc

40 Sự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thông trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

Thông thường, việc kiểm tra tất cả các song ánh có thể

<i>chúng có đẳng cấu hay khơng là rất khó khăn: có n! songánh giữa hai đồ thị n đỉnh</i>

Đến hiện tại,<i>chưa biết</i>có hay khơng một<i>thuật tốn trongthời gian đa thức</i>để kiểm tra xem hai đồ thị là đẳng cấu haykhông

</div><span class="text_page_counter">Trang 42</span><div class="page_container" data-page="42">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộc

41 Sự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Biểu diễn đồ thị và sự đẳng cấu

Sự đẳng cấu giữa các đồ thị

thường tìm một tính chất mà chỉ một trong hai đồ thị có.

nào đó, danh sách bậc các đỉnh của đồ thị, v.v...)

Ví dụ 13

<i>Do deg(a) = 2, nếu tồn tại một đẳng cấu giữa G và H, a phảitương ứng với một trong bốn đỉnh bậc 2 của H: t, u, x, hoặc yTuy nhiên, mỗi đỉnh trong bốn đỉnh t, u, x, y đều liền kề với mộtđỉnh bậc hai, trong khi a khơng thỏa mãn tính chất này trong G</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 43</span><div class="page_container" data-page="43">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Tính liên thơng trong đồ thị

Đường đi

<b>Đường đi (vô hướng)</b>

<i>Cho G = (V, E) là một đồ thị vô hướng và n là một số nguyên</i>

<i>i ∈ {1, 2, . . . , n}</i>

<i>Ta nói rằng đường đi bắt đầu với u và kết thúc với v</i>

<i>Khi G khơng có các cạnh song song, mỗi đường đi có thể</i>

được xác định một cách duy nhất thơng qua các đỉnh củanó, và do đó ta có thể ký hiệu một đường đi bằng dãy các

<i>đỉnh của nó v</i><sub>0</sub><i>, v</i><sub>1</sub><i>, . . . , v<sub>n</sub></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 44</span><div class="page_container" data-page="44">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Tính liên thơng trong đồ thị

Hình:<i>v</i>5<i>, v</i>9<i>, v</i>2<i>, v</i>3là một đường đi độ dài 3 và<i>v</i>1<i>, v</i>4<i>, v</i>5<i>, v</i>6<i>, v</i>7<i>, v</i>1làmột chu trình độ dài 5

</div><span class="text_page_counter">Trang 45</span><div class="page_container" data-page="45">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Tính liên thơng trong đồ thị

Đường đi

<b>Đường đi (có hướng)</b>

<i>Cho G = (V, E) là một đồ thị có hướng và n là một số nguyên</i>

<i>i ∈ {1, 2, . . . , n}</i>

<i>Ta nói rằng đường đi bắt đầu với u và kết thúc với v</i>

<i>Khi G khơng có các cạnh song song, mỗi đường đi có thể</i>

được xác định một cách duy nhất thơng qua các đỉnh củanó, và do đó ta có thể ký hiệu một đường đi bằng dãy các

<i>đỉnh của nó v</i><sub>0</sub><i>, v</i><sub>1</sub><i>, . . . , v<sub>n</sub></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 46</span><div class="page_container" data-page="46">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Tính liên thơng trong đồ thị

Hình:<i>v</i>5<i>, v</i>9<i>, v</i>2<i>, v</i>3là một đường đi độ dài 3 và<i>v</i>1<i>, v</i>7<i>, v</i>6<i>, v</i>5<i>, v</i>4<i>, v</i>1làmột chu trình độ dài 5

</div><span class="text_page_counter">Trang 47</span><div class="page_container" data-page="47">

Biểu diễn đồ thị và sựđẳng cấu

Danh sách kềMa trận kềMa trận liên thuộcSự đẳng cấu giữa các đồthị

Tính liên thơng trongđồ thị

Tính liên thơng trong đồ thị

Đường đi

một cạnh (cung) nhiều hơn một lần

Bài tập 4

<i>Hãy tìm trong đồ thị ở hình bên</i>

(a)<i>Một đường đi có độ dài nvới n ∈ {1, 2, . . . , 7}</i>

(b)<i>Một đường đi đơn có độdài n với n ∈ {1, 2, . . . , 7}</i>

(c)<i>Một chu trình có độ dài nvới n ∈ {3, . . . , 7}</i>

g

</div>

×