Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (1)

Σχετικά έγγραφα
Κατευθυνόµενα γραφήµατα. Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (1) Πολυγραφήµατα (Multigraphs)

Μη κατευθυνόµενα γραφήµατα. Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (1) Υπογραφήµατα.

Παράδειγµα (4) Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (2) Ορέστης Τελέλης. Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς. v 2. u 3.

Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (2)

Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (3)

Απαρίθµηση Μονοπατιών. Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (3) Μονοπάτια και Κυκλώµατα Euler. Ορέστης Τελέλης

Μονοπάτια και Κυκλώµατα Euler. Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (3,4) Παραδείγµατα. Κριτήρια Υπαρξης.

Διακριτά Μαθηματικά ΙΙ Χρήστος Νομικός Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων 2018 Χρήστος Νομικός ( Τμήμα Μηχανικών Η/Υ Διακριτά

Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Θεωρία γράφων / γραφήµατα. Τι είναι οι γράφοι; Εφαρµογές των γράφων Γράφοι

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Θεωρία γράφων / γραφήµατα. Τι είναι οι γράφοι; Εφαρµογές των γράφων Γράφοι

u v 4 w G 2 G 1 u v w x y z 4

Βασικές Έννοιες Θεωρίας Γραφημάτων

Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (4) - έντρα

Βασικές Έννοιες Θεωρίας Γραφημάτων

Σχέσεις, Ιδιότητες, Κλειστότητες

Τομές Γραφήματος. Γράφημα (μη κατευθυνόμενο) Συνάρτηση βάρους ακμών. Τομή : Διαμέριση του συνόλου των κόμβων σε δύο μη κενά σύνολα

Τίτλος Μαθήματος: Θεωρία Γραφημάτων. Ενότητα: Εισαγωγή σε βασικές έννοιες. Διδάσκων: Λέκτορας Xάρης Παπαδόπουλος. Τμήμα: Μαθηματικών

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

2 ) d i = 2e 28, i=1. a b c

Μετασχηματισμοί, Αναπαράσταση και Ισομορφισμός Γραφημάτων

jτο πλήθος των ταξιδιών που κάνει η αεροσυνοδός µέχρι την j ηµέρα. Σχηµατίζω µία ακολουθία που αποτελείται από τα a.

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Θεωρία γράφων / γραφήµατα. Τι έχουµε δει µέχρι τώρα. Υπογράφηµα Γράφοι

Θεωρία Γραφημάτων 2η Διάλεξη

Αναζήτηση Κατά Πλάτος

Βασικές Προτάσεις. έντρα. υαδικά έντρα Αναζήτησης ( Α) Ισοζυγισµένα έντρα και Υψος. Κάθε δέντρο µε n κόµβους έχει n 1 ακµές.

Αλγόριθµοι Γραφηµάτων

ΠΛΗ 20, 5 η ΟΣΣ: Θεωρία Γραφημάτων

d(v) = 3 S. q(g \ S) S

Θεωρία Γραφημάτων 2η Διάλεξη

Κατευθυνόμενα γραφήματα. Μαθηματικά Πληροφορικής 6ο Μάθημα. Βρόχοι. Μη κατευθυνόμενα γραφήματα. Ορισμός

Γράφοι. Αλγόριθμοι και πολυπλοκότητα. Στάθης Ζάχος, Δημήτρης Φωτάκης

Πανεπιστήμιο Στερεάς Ελλάδας Τμήμα Πληροφορικής Εξάμηνο ΣΤ ΘΕΩΡΙΑ ΓΡΑΦΩΝ

Θεωρία Γραφημάτων 10η Διάλεξη

Θεωρία Γραφημάτων 8η Διάλεξη

Διακριτά Μαθηματικά ΙΙ Χρήστος Νομικός Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων 2018 Χρήστος Νομικός ( Τμήμα Μηχανικών Η/Υ Διακριτά

ΠΛΗ 20, 4 η ΟΣΣ: Βασικές Έννοιες Θεωρίας Γραφημάτων

Φροντιστήριο #8 Ασκήσεις σε Γράφους 24/5/2016

Κατευθυνόμενα γραφήματα. Μαθηματικά Πληροφορικής 6ο Μάθημα. Βρόχοι. Μη κατευθυνόμενα γραφήματα. Ορισμός

Φροντιστήριο #8 Ασκήσεις σε Γράφους 16/5/2017

Κεφάλαιο 3. Γραφήµατα v1.0 ( ) Χρησιµοποιήθηκε υλικό από τις αγγλικές διαφάνειες του Kevin Wayne.

ιακριτά Μαθηµατικά και Μαθηµατική Λογική ΠΛΗ20 Ε ρ γ α σ ί α 3η Θεωρία Γραφηµάτων

Διακριτά Μαθηματικά ΙΙ Χρήστος Νομικός Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων 2018 Χρήστος Νομικός ( Τμήμα Μηχανικών Η/Υ Διακριτά

HY118-Διακριτά Μαθηματικά. Θεωρία γράφων / γραφήματα. Τι είναι οι γράφοι; Εφαρμογές των γράφων. 23-Γράφοι

Φροντιστήριο #9 Ασκήσεις σε Γράφους 18/5/2018

ΠΛΗ 20, 4 η ΟΣΣ: Βασικές Έννοιες Θεωρίας Γραφημάτων

Μαθηµατική Επαγωγή. Ορέστης Τελέλης. Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς

Γνωριµία. ιακριτά Μαθηµατικά. Βιβλία Μαθήµατος. Επικοινωνία. ιδάσκων: Ορέστης Τελέλης. Ωρες γραφείου (502, Γρ.

ιακριτά Μαθηµατικά Ορέστης Τελέλης Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Σύνολα 1 / 36

Ισοδυναµίες, Μερικές ιατάξεις

Αρχή Εγκλεισµού-Αποκλεισµού (3 σύνολα) Αρχή Εκλεισµού-Αποκλεισµού Η Τάξη των Συναρτήσεων. Εφαρµογές. Παράδειγµα 1.

ΠΛΗ 20, 5 η ΟΣΣ: Θεωρία Γραφημάτων

ΠΛΗ 20, 5 η ΟΣΣ: Θεωρία Γραφημάτων

Γράφοι. Ένας γράφος ή αλλιώς γράφηµα αποτελείται απο. Εφαρµογές: Τηλεπικοινωνιακά και Οδικά ίκτυα, Ηλεκτρονικά Κυκλώµατα, Β.. κ.ά.

Δοµές Δεδοµένων & Ανάλυση Αλγορίθµων 3ο Εξάµηνο. Γραφήµατα. (Graphs)

Κατευθυνόμενα γραφήματα. Μαθηματικά Πληροφορικής 6ο Μάθημα. Βρόγχοι. Μη κατευθυνόμενα γραφήματα. Ορισμός

Θεωρία Γραφημάτων 9η Διάλεξη

Γράφηµα (Graph) Εργαστήριο 10. Εισαγωγή

... a b c d. b d a c

Ανω Φράγµα στην Τάξη των Συναρτήσεων. Ρυθµός Αύξησης (Τάξη) των Συναρτήσεων. Παράδειγµα (1/2) O( g(n) ) είναι σύνολο συναρτήσεων:

Σύνοψη Προηγούµενου. Κανονικές Γλώσσες (3) Παραδείγµατα µε Κανονικές Εκφράσεις. Σε αυτό το µάθηµα.

g (v + W ) = gv + W gv = 0.

Θεωρία Γραφημάτων 5η Διάλεξη

Φροντιστήριο #9 Λυμένες Ασκήσεις σε Γράφους

Θεωρητικά Θέµατα. Ι. Θεωρία Οµάδων. x R y ή x R y ή x y(r) [x] R = { y X y R x } X. Μέρος Σχέσεις Ισοδυναµίας, ιαµερίσεις, και Πράξεις

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

Αναζήτηση Κατά Πλάτος

Θεωρία Γραφημάτων 6η Διάλεξη

q={(1+2)/2}=1 A(1,2)= MERGE( 4, 6 ) = 4 6 q=[(3+4)/2]=3 A(1,4)= MERGE( 4 6, 5 8 ) = q=[(5+6)/2]=5 A(5,6)= MERGE( 2, 9 ) = 2 9

Θεωρία και Αλγόριθμοι Γράφων

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

(β) Θεωρούµε µια ακολουθία Nθετικών ακεραίων η οποία περιέχει ακριβώς

ΠΛΗ 20, 4 η ΟΣΣ: Βασικές Έννοιες Θεωρίας Γραφημάτων

Κεφάλαιο 3. Γραφήµατα v1.1 ( ) Χρησιµοποιήθηκε υλικό από τις αγγλικές διαφάνειες του Kevin Wayne.

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

q(g \ S ) = q(g \ S) S + d = S.

Ασκήσεις στους Γράφους. 1 ο Σετ Ασκήσεων Βαθμός Μονοπάτια Κύκλος Euler Κύκλος Hamilton Συνεκτικότητα

e 2 S F = [V (H), V (H)]. 3-1 e 1 e 3

Αναζήτηση Κατά Πλάτος

ΘΕΩΡΙΑ ΓΡΑΦΩΝ. 7 η Διάλεξη Συνεκτικότητα (Συνδεσμικότητα) Βασικές έννοιες και ιδιότητες Το θεώρημα του Merger Ισομορφισμός

Μια TM µπορεί ένα από τα δύο: να αποφασίζει µια γλώσσα L. να αναγνωρίζει (ηµιαποφασίζει) µια γλώσσα L. 1. Η TM «εκτελεί» τον απαριθµητή, E.

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Γενικές Παρατηρήσεις. Μη Κανονικές Γλώσσες - Χωρίς Συµφραζόµενα (1) Το Λήµµα της Αντλησης. Χρήση του Λήµµατος Αντλησης.

Μαθηµατική Επαγωγή. Ορέστης Τελέλης. Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς

Σύνοψη Προηγούµενου. Κανονικές Γλώσσες (1) Προβλήµατα και Γλώσσες. Σε αυτό το µάθηµα. ιαδικαστικά του Μαθήµατος.

Πανεπιστήμιο Στερεάς Ελλάδας Τμήμα Πληροφορικής Εξάμηνο ΣΤ ΘΕΩΡΙΑ ΓΡΑΦΩΝ

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

Θεωρία Γραφημάτων 5η Διάλεξη

Τεχνολογίες Υλοποίησης Αλγορίθµων

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Επιλυση Ασκησεων - Φυλλαδιο 2

Αναζήτηση Κατά Πλάτος

έντρα ιδάσκοντες:. Φωτάκης,. Σούλιου Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Θεωρία Γραφημάτων 1η Διάλεξη

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

Η NTM αποδέχεται αν µονοπάτι στο δέντρο που οδηγεί σε αποδοχή.

Σύνοψη Προηγούµενου. Ισοδυναµίες, Μερικές ιατάξεις. Σχέσεις Ισοδυναµίας. Σχέσεις, Ιδιότητες, Αναπαράσταση. Ανακλαστικές (a, a) R

Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης, Καθηγητής Ιωάννης Μπεληγιάννης

Θεωρία Γραφημάτων 4η Διάλεξη

Θεωρία Γραφημάτων: Ορολογία και Βασικές Έννοιες

Transcript:

Στοιχεία Θεωρίας Γραφηµάτων (1) Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 1 / 23

Μη κατευθυνόµενα γραφήµατα Απλό µη κατευθυνόµενο γράφηµα G είναι διατεταγµένο Ϲεύγος (V, E) µε σύνολο κορυφών/κόµβων V σύνολο ακµών E σύνολο δισυνόλων στοιχείων του V Μια ακµή προσπίπτει / πρόσκειται στους κόµβους που ενώνει. Η (, ) πρόσκειται στους και. Οι και είναι γειτονικοί. c Η (c, c) ονοµάζεται βρόχος. V = {,, c, } E = { {, }, {, }, {, }, {c, c} } Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 2 / 23

Κατευθυνόµενα γραφήµατα Απλό κατευθυνόµενο Γράφηµα G είναι διατεταγµένο Ϲεύγος (V, E), µε: σύνολο κορυφών / κόµβων V, σύνολο κατευθυνόµενων ακµών E διµελής σχέση επί του V c e c e e Στην κατευθυνόµενη ακµή (, ): είναι αρχική κορυφή (til). είναι τερµατική κορυφή (he). c Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 3 / 23

Πολυγραφήµατα (Multigrphs) Πολυγράφηµα G είναι γράφηµα (V, E) όπου το E είναι πολυσύνολο: διατεταγµένων Ϲευγών από το V V, αν G κατευθυνόµενο, µη διατεταγµένων Ϲευγών από το V V, αν G µη κατευθυνόµενο. 4 3 c 1 2 Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 4 / 23

Γειτονιά Κόµβου/Κορυφής Σε µη κατευθυνόµενο γράφηµα Γειτονιά του v V: N G (v) = { u V {u, v} E } Σε κατευθυνόµενο γράφηµα (µε ή χωρίς ϐρόχους) ύο ειδών γειτονιές για κάθε κόµβο: «Εξερχόµενη» Γειτονιά: N + G (u) = { v V : (u, v) E } «Εισερχόµενη» Γειτονιά: N G (u) = { v V : (v, u) E } Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 5 / 23

Βαθµός Κόµβου/Κορυφής Σε µη κατευθυνόµενο γράφηµα: πλήθος προσκείµενων ακµών. απλό χωρίς ϐρόχους: (u) = { {u, v} E : v V } = N G (v) απλό µε ϐρόχο {u, u}: (u) = 2 + { {u, v} E : v V \ {u} } Σε κατευθυνόµενο γράφηµα (µε ή χωρίς ϐρόχους) ύο ειδών ϐαθµοί για κάθε κόµβο: «Εξερχόµενος» Βαθµός: «Εισερχόµενος» Βαθµός: + (u) = { (u, v) E : v V} = N + G (v) (u) = { (v, u) E : v V} = N G (V) Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 6 / 23

Βασικές Σχέσεις Βαθµών Κόµβων Βασική Ταυτότητα. Σε κάθε απλό µη κατευθυνόµενο γράφηµα: 2m = v V (v) Σε κάθε απλό κατευθυνόµενο γράφηµα: 2m = ( ) (v) + + (v) v V m = v V (v) + v V + (v) Θεώρηµα. Κάθε απλό µη κατευθυνόµενο γράφηµα έχει άρτιο πλήθος κόµβων µε περιττό ϐαθµό. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 7 / 23

Απόδειξη Το πλήθος κόµβων µε περιττό ϐαθµό είναι άρτιο. Απόδειξη: { (v) περιττός για κάθε v V1, Εστω V = V 1 V 2, όπου: (v) άρτιος για κάθε v V 2. Τότε: 2m = v V (v) = v V 1 (v) + v V 2 (v). Το άθροισµα είναι άρτιο και v V 2 (v) άρτιος. Αρα ϑα πρέπει v V 1 (v) άρτιος (ενώ τα (v) εδώ είναι περιττά). Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 8 / 23

Ειδικές Περιπτώσεις Γραφηµάτων Πλήρη Γραφήµατα n κόµβων (συµβ.: K n ) Κύκλοι (Cycles) n κόµβων (συµβ.: C n ): Ρόδες (Wheels) n + 1 κόµβων (συµβ.: W n ): Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 9 / 23

ιµερή Γραφήµατα ιµερές Γράφηµα G(V, E) αν: µπορούµε να διαµερίσουµε το V σε µη κενά ξένα υποσύνολα V 1 και V 2, ώστε για κάθε δύο κόµβους v 1, v 2 V 1 ή v 1, v 2 V 2 είναι {v 1, v 2 } E. Παραδείγµατα: Ο C 6 είναι διµερής. Ο C 3 δεν είναι διµερής. Για κάθε n 3, ο K n δεν είναι διµερής. Γιατί; Σε ένα τουλάχιστον από τα δύο µέρη ϑα υπάρχουν ακµές. Εξαίρεση, ο K 2 (µια ακµή µόνη της), όπου κάθε µέρος έχει έναν κόµβο. Ο C n είναι διµερής αν και µόνο αν n είναι άρτιος. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 10 / 23

Παραδείγµατα g f c f c e (α) e (ϐ) Είναι καθένα από αυτά τα γραφήµατα διµερές; Το (α) είναι πράγµατι διµερές: V 1 = {,, }, V 2 = {c, e, f, g}. Το (ϐ) δεν είναι διµερές: Ο f ϑα πρέπει να αποτελεί µόνος του το ένα από τα δύο µέρη. ιότι συνδέεται µε όλους τους υπόλοιπους κόµβους. Αρα, οι {,, c,, e} (που έχουν ακµές µεταξύ τους) ϑα αποτελούν το έτερο µέρος της διαµέρισης. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 11 / 23

ιµερή Γραφήµατα Θεώρηµα: Απλό G(V, E) είναι διµερές αν και µόνο αν: κάθε κόµβος του χρωµατίζεται µε ένα από 2 χρώµατα, ώστε δύο γειτονικοί κόµβοι να µην έχουν το ίδιο χρώµα. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 12 / 23

Απόδειξη Αν το G είναι διµερές, έστω V = V 1 V 2 η απαιτούµενη διαµέριση του V. Χρωµατίζουµε κάθε v V 1 µε το χρώµα 1 και κάθε v V 2 µε το χρώµα 2. G διµερές N G (v) V 2 για κάθε v V 1, N G (v) V 1 για κάθε v V 2. Αρα κάθε κόµβος έχει γείτονες µε διαφορετικό χρώµα από το δικό του. Αν µπορούµε να χρωµατίσουµε το G όπως προδιαγράφεται, ορίζουµε: V 1 να περιέχει όλους τους κόµβους του ενός χρώµατος V 2 να περιέχει όλους τους κόµβους του έτερου χρώµατος Για κάθε v V, για κάθε x N G (v) οι v και x έχουν διαφορετικό χρώµα. Αρα: v V 1 N G (v) V 2 και v V 2 N G (v) V 1. Εποµένως, το G είναι διµερές. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 13 / 23

Πλήρη ιµερή Γραφήµατα Συµβολίζονται µε K m,n, όπου m = V 1, n = V 2. Ολοι οι κόµβοι του V 1 συνδέονται µε όλους τους κόµβους του V 2. Το πλήθος ακµών του K m,n είναι m n. Μέγιστο πλήθος ακµών διµερούς γραφήµατος µε n συνολικά κόµβους; n 1 στη µία πλευρά της διαµέρισης, n 2 στην άλλη πλευρά: n 1 + n 2 = n. Πλήθος ακµών: n 1 n 2 = n 1 (n n 1 ) = n 1 n n1 2. Μέγιστο n 2 /4, για n 1 = n 2 = n/2. Επειδή n ακέραιος, µέγιστο n n 2 2. K 2,3 K 3,3 K 3,5 Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 14 / 23

Υπογραφήµατα Υπογράφηµα H(W, F) του γραφήµατος G(V, E): όταν W V και F E. Το γράφηµα που επάγεται από ένα υποσύνολο κόµβων W V του G: είναι το υπογράφηµα H(W, F), όπου F = { (u, v) u W και v W }. δηλαδή, το F περιέχει ακµές µόνο µεταξύ κόµβων στο W e e c Πλήρες γράφηµα K 5 Υπογράφηµα επαγόµενο από {,,, e} Οποιοδήποτε υποσύνολο κόµβων πλήρους γραφήµατος επάγει πλήρες υπογράφηµα. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 15 / 23

Πράξεις σε/µε Γραφήµατα Αφαίρεση Ακµής: G e = G( V, E \ {e} ). Πρόσθεση Ακµής: G + e = G( V, E {e} ). ( { } ) Αφαίρεση Κόµβου: G v = G V \ {v}, E \ {x, v} E x V. Συρρίκνωση Ακµής {u, v}: οι δύο κόµβοι u και v «ταυτίζονται» σε έναν νέο κόµβο w, κάθε ακµή {x, u} ή {x, v} αντικαθίσταται από την {x, w}, αφαιρείται η ακµή {u, v} από το σύνολο ακµών. Ενωση (απλών) Γραφηµάτων: G 1 G 2 = G( V 1 V 2, E 1 E 2 ). Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 16 / 23

Παραδείγµατα Συρρίκνωση των c, e στον x. c e x Ενωση των G 1 και G 2. c c c e f e f G 1 G 2 G 1 G 2 Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 17 / 23

Αναπαράσταση Γραφηµάτων Πίνακας Γειτνίασης A = [ ij ]: { ij = 1 αν {i, j} E 0 αν {i, j} E 4 3 1 2 A = 1 2 3 4 1 0 0 1 1 2 0 0 0 1 3 1 0 0 1 4 1 1 1 0 4 3 1 2 A = 1 2 3 4 1 0 2 1 2 2 2 1 1 0 3 1 1 0 3 4 2 0 3 0 Μη κατευθυνόµενο γράφηµα συµµετρικός πίνακας γειτνίασης. Κατευθυνόµενο γράφηµα όχι πάντα συµµετρικός πίνακας. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 18 / 23

Αναπαράσταση Γραφηµάτων Πίνακας Πρόσπτωσης M = [m ij ]: { 1 αν η e j E πρόσκεται στον κόµβο i. m ij = 0 αν η e j E δεν πρόσκεται στον κόµβο i e 4 4 2 3 e 3 e 1 1 e 2 A = e 1 e 2 e 3 e 4 1 1 0 1 0 2 0 0 0 1 3 1 1 0 0 4 0 1 1 1 Χρήσιµο και για πολυγραφήµατα, εφόσον οι ακµές είναι ονοµατισµένες. Ο πίνακας είναι και τότε 0 1 (ακόµα και αν υπάρχουν ϐρόχοι). Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 19 / 23

Ισόµορφα Γραφήµατα ύο απλά γραφήµατα G 1 (V 1, E 1 ) και G 2 (V 2, E 2 ) είναι ισόµορφα αν: υπάρχει 1-1 και επί συνάρτηση f : V 1 V 2, τέτοια ώστε: {x, y} E αν και µόνο αν {f(x), f(y)} E 2. 1 2 c 4 3 f() = 1, f() = 3, f(c) = 2, f() = 4 g() = 4, g() = 2, g(c) = 3, g() = 1 Αλλά όχι: h() = 1, h() = 2, h(c) = 3, h() = 4. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 20 / 23

Αναλλοίωτες Ιδιότητες στον Ισοµορφισµό Ο έλεγχος ισοµορφισµού είναι αλγοριθµικά δύσκολο προβλήµα. Υπάρχουν n! δυνατές συναρτήσεις (1 1 και επί) προς δοκιµή. Βρίσκοντας f αποδεικνύουµε ότι δύο γραφήµατα είναι ισόµορφα. Για Ν Ο δεν είναι, πρέπει να αποκλείσουµε όλες τις n! συναρτήσεις!!! Αναλλοίωτες Ιδιότητες: «επιβιώνουν» του ισοµορφισµού. Αν κάποια δεν ισχύει για οποιαδήποτε f, τότε τα γραφήµατα δεν είναι ισόµορφα. Προφανείς Αναλλοίωτες Ιδιότητες: πλήθος κόµβων, πλήθος ακµών. Επίσης, Βαθµός Κόµβων: ϑα πρέπει να ισχύει (f(v)) = (v). Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 21 / 23

Παράδειγµα (1) c c e e Τα δύο γραφήµατα δεν είναι ισόµορφα. Το δεξιό έχει έναν κόµβο ϐαθµού 1 (τον e) και έναν ϐαθµού 4 (τον ). Το αριστερό δεν έχει κόµβο µε ϐαθµό 1 ή 4. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 22 / 23

Παράδειγµα (2) s t e f w x h g z y c v u Τα δύο γραφήµατα δεν είναι ισόµορφα. Ο κόµβος (αριστερά) είναι ϐαθµού 2. εποµένως µπορεί να αντιστοιχηθεί µε κάποιον από τους t, u, x, y (δεξιά). Οµως ο έχει µόνο γείτονες ϐαθµού 3 (, ). Καθένας από τους t, u, x, y έχει έναν γείτονα ϐαθµού 2. Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Γραφηµάτων (1) 23 / 23