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离散数学:路、回路与连通性

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:路(通路)、回路:给定图G=<V,E>,设v0,v1,…,vm∈V,边(或弧)e1,e2,…,em∈E,其中vi-1,vi是ei的结点,交替序列v0e1v1e2…emvm称为连接v0到vm的路或通路,通常简记为v0v1…

离散数学:路、回路与连通性

路(通路)、回路:给定图G=<V,E>,设v0,v1,…,vm∈V,边(或弧)e1,e2,…,em∈E,其中vi-1,vi是ei的结点,交替序列v0e1v1e2…emvm称为连接v0到vm的路或通路,通常简记为v0v1…vm.路上边的数目称为该路的长度.当v0=vm时,称其为回路.

简单路(迹)、基本路(初级通路):在一条路中,若出现的所有边(或弧)互不相同,称其为简单路或迹;若出现的结点互不相同,称其为基本路或初级通路.

简单回路、基本回路(初级回路或圈):在一条回路中,若出现的所有边(或弧)互不相同,称其为简单回路或迹;若出现的结点互不相同,称其为基本回路或初级回路或圈.

定理9.6 在一个图中,若从结点u到v存在一条路,则必有一条从u到v的基本路.

定理9.7 在n阶图中,任何基本路的长度均不大于n-1,任何基本回路的长度均不大于n.

结点之间的可达性:在一个图中,若从u到v存在路,或u=v,则称从u到v是可达的.

连通图、非连通图、连通分支:若无向图G中任意两个结点之间都是可达的,则称G为连通图,否则称G为非连通图.一个图G的连通分支数记为ω(G).连通分支就是图中具有连通性的最大子图.

定理9.8 若G是n阶m条边的连通无向图,则m≥n-1.(www.xing528.com)

点割集、割点:设G=<V,E>是连通无向图,若S⊆V,使G删除S(将S中结点及其关联的边都删除)后所得子图G-S不连通,则称S是G的一个点割集.若G的点割集S={v},称v是G的割点.

边割集、割边(桥):若T⊆E,使G删除T(将T中的边从G中全删除)后所得子图G-T不连通,则称T是G的一个边割集.若G的边割集T={e},称e是G的割边或桥.

定理9.9 一个连通无向图G中的结点v是割点⇔存在结点u和w,使得连接u和w的每条路都经过v.

定理9.10 一个连通无向图G中的边e是割边⇔存在结点u和w,使得连接u和w的每条路都经过e⇔e不包含在图的任何基本回路中.

强连通、单向连通、弱连通:在简单有向图G中,若任何两个结点之间是相互可达的,则称G是强连通的;若任何两个结点之间,至少从一个结点到另一个结点是可达的,则称G是单向连通的或单侧连通的;若有向图G的基图是连通的,则称G是弱连通的.

定理9.11 有向图G是强连通的⇔G中有一回路,它至少通过每个结点一次.

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