图论定理收集

概述

参考书目:《图论与网络理论》和ppt

要求:复习的时候都会证明

第一章 图的基本概念

定理1.1.1 对任何图 $ G $ ,各顶点度数之和等于边数的2倍.即 $ \sum\limits_{\nu\in V(G)}d(\nu) = 2\varepsilon. $

推论1.1.1 任何图中,奇度顶点个数为偶数.

例1.1.2 设 $ G $ 是一个简单图,若最小度 $ \delta(G) \geq 2 $,则 $ G $ 中必含有圈.

例1.1.3 设 $ G $ 是一个简单图,若最小度 $ \delta(G) \geq 3 $,则 $ G $ 中必含有偶圈.

例1.1.4 设 $ G $ 是简单图,若最小度 $ \delta(G) \geq 3 $,则 $ G $ 中各个圈长的最大公因数是1或2.

定理1.1.2 一个图是二部图当且仅当它不含有奇圈.

定理1.1.3 如果图 $ G $ 连通,$ \varepsilon(G) \geq \nu(G)-1 $.

例1.1.6 设图 $ G $ 有 $ 2n $个顶点,$ \delta(G) \geq n $,求证 $ G $ 连通.

例1.1.7 求证:若图中有且仅有2个奇度顶点,则它们必然连通.

定理1.3.1
下列命题等价

  1. $ G $ 是树(无圈的连通图).
  2. $ G $ 无环边且 $ G $ 中任意两个顶点间有唯一的路.
  3. $ G $ 无圈且 $ \varepsilon = v-1 $.
  4. $ G $ 连通且 $ \varepsilon = v-1 $.
  5. $ G $ 连通且对于任意 $ e \in E(G)$,$ G-e $ 不连通.
  6. $ G $ 无圈且对于任意 $ e \in E(\overline{G}) $,$ G+e $ 恰有一个圈.

定理2.1.3 设 $ v $ 是树的顶点,则 $ v $ 是 $ T $ 的割点当且仅当 $ d(v)>1 $.

推论2.1.1 每个非平凡无圈连通图至少有2个顶点不是割点.

定理2.1.5 边 $ e $ 是割边当且仅当 $ e $ 不在 $ G $ 的任何一个圈上.

定理2.2.1 $ \kappa(G) \leq \kappa’(G) \leq \delta(G) $

定理2.2.2 对具有 $ v $ 个顶点 $ \varepsilon $,有$ \kappa(G) \leq \lfloor \frac{2\varepsilon}{v} \rfloor $.

定理2.2.3 设 $ G $ 是一个简单图,$ k $ 是一个自然数,若$ \delta(G) \geq \frac{v+k+2}{2} $,则 $ G $ 是连通的.

推论2.2.1 设 $ G $ 是一个简单图,若 $ \delta(G) \geq \frac{v-1}{2} $,则 $ G $ 是连通图。

定理2.2.4 设 $ G $ 是一个直径为2的简单图,则 $ \kappa’(G)=\delta(G) $.

6.

中国邮递员问题->带权最短闭途径

Edmonds-Johnson 算法(补成欧拉图)

  1. 找出奇度顶点,拉出来
  2. 画一个完全图,需要找两两之间最短路
  3. 找最小权匹配
  4. 在原来的图中添边

Fleury 算法(找欧拉闭迹)

  • 沿着图的非割边前行

7.

支配集

支配数 $ \gamma(G) $

支配周围的点

极小支配集的补集也是支配集

点独立集

点独立数 $ \alpha(G) $

任二顶点有 d(u)+d(v) >= v(G),则 a < gamma

点覆盖集

覆盖了所有的边

边覆盖集

覆盖了所有的顶点