图论第二次作业
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图论第二次作业
一、 第四章
4.3(1)画一个有Euler闭迹和Hamilton圈的图;
(2)画一个有Euler闭迹但没有Hamilton圈的图;
(3)画一个有Hamilton圈但没有Euler闭迹的图;
(4)画一个既没有Euler闭迹也没有Hamilton圈的图;
解:(1)
一个有Euler闭迹和Hamilton圈的图
形如下:
(2)
一个有Euler闭迹但没有Hamilton圈的图
形如下:
(3)
一个有Hamilton圈但没有Euler闭迹的
图形如下:
(4)一个
既没有Euler闭迹也没有Hamilton圈的
图形如下:
4.7 证明:若G没有奇点,则存在边不
重的圈C
1
,C
1
,···,C
m
,使得
E(G
)E(C
1
)E(C
2
)E(C
m
)
。
证明:将
G
中孤立点除去后的图记为
G
1
,则
G
1
也没有奇点,且
(G
1
)2
,则
G
1
含圈
C
1
,在去掉
G
1
E(C<
br>1
)
的孤立点后,得图
G
2
,显然
G
2仍无奇度点,且
(G
2
)2
,从而
G
2<
br>含圈
C
2
,如此重复下去,直到圈
C
m
,且
G
m
E(C
m
)
全为孤
立点为止,于是得到
E(
G)E(C
1
)E(C
2
)E(C
m
)。
4.10 证明:若
(1)G不是二连通图,或者
(2)G是具有二分类
(X,Y)
的偶图,这里
XY
,
则G是非Hamilton图。
证明:(1)因为G不是二连通图,则G不连通或者存在割点
v,有
w(Gv)2
,
由相关定理得:若G是Hamilton图,则对于v(G
)的任意非空顶点集S,有:
w(GS)S
,则该定理得逆否命题也成立,所以可得:若G
不是二连通图,则
G是非Hamilton图。
(2)因为G是具有二分类
(X,Y
)
的偶图,又因为
XY
,在这里假设
XY
,
则有
w(GX)YX
,也就是说:对于v(G)的非空顶点集S,有:
w(GS)S<
br>成立,则可以得出G是非Hamilton图。
4.12 设G是有度序列
(d
1
,d
2
,,d
n
)
的非平凡简单图,
这里
d
1
d
2
d
n
,证明:若不存在
小于
d
nm1
nm
,则G有Hamliton路。
证明:在G之外加上一个新点v,把它和G的其余各点连接,得图G
1
:
(
n1)
的正整数m,使得
d
m
m
且
2
G
1
的度序列为:
(d
1
1,d
2
1,
,d
n
1,n)
,由已知:不存在小于
(n1)
的正整数2
m,使得
d
m
1m
且
d
nm1
1nm1(n1)m
。于是由度序列判定定理知:
G
1
是Hamilton路,则G有Hamliton路。
二、 第五章作业
5.1
(1)证明:每个k方体都有完美匹配(
k2
);
(2)求K
2n
和K
n,n
中不同的完美匹配的个数。
证明:(1)证明每个k方体都是k正则偶图即可。
事实上,由k方体的构造:k方体有2<
br>k
个顶点,每个顶点可以用长度为k的二进
制码来表示,两个顶点连线当且仅当代表两个
顶点的二进制码只有一位坐标不
同。如果我们划分k方体的2
k
个顶点,把坐标之和为
偶数的顶点归入X,其余
归入Y。显然,X中顶点互不邻接,Y中顶点也如此。所以k方体是偶图。又不
难知道k方体的每个顶点度数为k,所以k方体是k正则偶图。
由推论得:k方体存在完美匹配。
解:(2)利用归纳法求K
2n
和Kn,n
中不同的完美匹配的个数。
K
2n
的任意一个顶点有2n-1中
不同的方法被匹配。所以K
2n
的不同完美匹配个数
等于(2n-1)K
2n
-2
,如此递推下去,可以归纳出K
2n
的不同完美匹配个数为:(2n-1)!!;
利用同样的方法可归纳出K
n,n
的不同完美匹配个数为:n!。
5.2 证明:一棵树最多只有一个完美匹配。
证明:若不然,设M
1和M
2
是树T的两个不同的完美匹配,那么
M
1
M
2
,
容易知道:
T[M
1
M
2
]
每个非空部分顶点度数为2,即它存在圈,于是推出T中
有圈,矛盾。所以一棵树最多只有
一个完美匹配。
5.6
证明:K
2n
的1-因子分解的数目为
数目为(2n-1)!!个。即:
(2n1)!!
(2n)!
。
2
n
n!
证
明:由结论知:K
2n
不同完美匹配的个数为(2n-1)!!。所以,K
2n
的1-因子分解
(2n)!
n
2n!
5.7
将K
9
表示为四个生成圈之和。
解:K
4n+1
=K2(2n)+1
,所以,可以分解成2n个边不重的2因子之和。而K
9
=K2*4+1
。
所以K
9
可以表示为四个边不重的2因子之和,对于每个分
解出的因子的路径为:
P
i
v
i
v
i
1
v
i1
v
i2
v
i2
v
i3<
br>v
in
v
in
则K
9
的四条路径为:
P
1
v
1
v<
br>8
v
2
v
7
v
3
v
6
v<
br>4
v
5
,
P
2
v
2
v
1
v
3
v
8
v
4
v
7
v
5
v
6
,
P
3
v
3
v
2
v
4
v
1
v
5
v
8
v
6
v
7
,
P
4
v
4
v
3
v
5
v
2
v
6
v
1
v
7
v
8
,
则生成圈H
i
是V
2n+1
与P
i
的两个端点连线生成的。所以可将K
9
表示为四个生成
圈之和。
5.13 所谓
nn
矩阵的一条对角线是指两两不同行不同列的n个矩阵
元
素组成的集。对角线的权是指它的n个元素的和。找出下列矩阵具
有最小权的对角线:
4
7
8
6
4
581011
6574
51296
613107
5798
解:首先从第一行第一列开始,找出矩阵中的最小元素,发现为坐标是(1,1)的4,
将其所在的
行和列删除,得到的矩阵为
6574
51296
613107
5798
再从此矩阵的第一
行第一列开始,找出矩阵中的最小元素,发现为原坐标是(2,5)
的4。依次类推,继续得到坐标是(
3,2)的5,(5,3)的7,(4,4)的10。
所以最小权为:4+4+5+7+10=30。