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----  图论的小问题问问  (http://bbs.xml.org.cn/dispbbs.asp?boardid=67&rootid=&id=37104)


--  作者:Supremgoooo
--  发布时间:8/22/2006 9:19:00 PM

--  图论的小问题问问
(1)教材P168,定理11.5的证明:而d(v)等于C的长度。为啥呀?
(2)教材P179,12题,3-正则图咋可能是2-边连通?
(3)13题提示一下吧.

PS:
(1)定理11.5:n(n>=4)阶级大平面图G中,最小度>=3.
证明:由定理11.4(G为n阶(n>=3)简单的连通平面图,G为级大平面图当且仅当G的每个面次数均为3)可知,G的围长g(G)=3,且与任意顶点v相邻的顶点均在某圈C上,由于g(G)=3,所以C的长度大于等于3,而d(v)等于C的长度,所以d(v)>=3,由于v的任意性,可知G的最小度>=3
(2)设G为n(n>=4)阶级大的平面图,证明G的对偶图G*是2-边连通的3-正则图。
(3)设G是2-边连通的简单平面图,且每两个面的边界至多有一条公共边,证明G中至少有两个面的次数相同。

[此贴子已经被作者于2006-8-23 19:10:03编辑过]

--  作者:carroty
--  发布时间:8/22/2006 10:27:00 PM

--  
你把问题说全吧,我现在手边没书.

:)

不好意思~


--  作者:Logician
--  发布时间:8/22/2006 11:02:00 PM

--  
(1)不知道。@_@
(2)3-正则图怎么不可能是2-边连通的?首先,3-正则图不一定是就是3-边连通的(下面有两个反例)。其次,即使是3-边连通的,根据定义,3-边连通的图自然也是2-边连通的和1-边连通的(注意,证明2-边连通就是证明删除1条边后还连通就可以了,并不要求证明“边连通度为2”)。

我们知道,K_4是3-边连通的3-正则图。两个K_4的并是不连通的3-正则图。
而下面两个3-正则图的边连通度分别是2和1:

  * ── *
/ \    / \   
*   *  *   *
\ /    \ /
  * ── *

┌ * - * ─ * - * ┐
│ |   |    |   | │
│ * - *    *   * │
│  \ /      \ /  │
└─ *        * ─┘

总之,我们从正则性得不出太多关于边连通度的结论。

(3)对偶图 + 鸽巢原理。就是证明“简单图中必有两个度数相同的顶点”。


--  作者:zsmjlu
--  发布时间:8/22/2006 11:09:00 PM

--  
以下是引用Supremgoooo在2006-8-22 21:19:00的发言:
(1)教材P168,定理11.5的证明:而d(v)等于C的长度。为啥呀?
(2)教材P179,12题,3-正则图咋可能是2-边连通?
(3)13题提示一下吧.


1,可以自己画一个轮图看一下,与中心相邻的点所在的圈长=d(v)
2,对课本定义理解不透,k-边连通是指最小边连通度>=k ,即可(我理解) ,3-正则图最少删除2条边后连同分支才可>=2,故为2-边连通,没错!!!!
--  作者:zsmjlu
--  发布时间:8/22/2006 11:19:00 PM

--  
logican 确实思路比较多,佩服`````
--  作者:yourwk
--  发布时间:8/22/2006 11:37:00 PM

--  
1.关于书上的这个证明中说到是某个圈,这个某是特指(即与v相邻的所有点构成的一个圈)下面在证明一下这个圈必定存在,假设存在对于v1,v2(为是与v相邻的任两点)(v1,v2)不属于E(G).这就是说极大平面图有大于圈长为3的面存在,矛盾,所以(V1,V2)肯定属于E(G)因为任意就知道这个圈是存在的

2.边连通度>=K就说图是K连通的,并不是你想的边连通度=2,比如说该题连通度=5.图是1边连通的也是2边连通的也是3边连通的...要证明它是2边连通的只要证明删除任一条边还是连通的即可

3.答案
13,设G是2-边连通的简单平面图,且每两个面的边界至多有一条公共边,证明G中至少有
两个面的次数相同。
证明做G的对偶图G*,只要证明G*上至少有2个顶点的度数相同即可。

G是连通图,显然G*也是连通图。

设G*上有n个顶点,这n个顶点的度数只能是1至n-1,根据鸽巢原理,至少有2个
顶点的度数相同。


--  作者:Logician
--  发布时间:8/23/2006 12:24:00 AM

--  
以下是引用yourwk在2006-8-22 23:37:00的发言:
1.关于书上的这个证明中说到是某个圈,这个某是特指(即与v相邻的所有点构成的一个圈)下面在证明一下这个圈必定存在,假设存在对于v1,v2(为是与v相邻的任两点)(v1,v2)不属于E(G).这就是说极大平面图有大于圈长为3的面存在,矛盾,所以(V1,V2)肯定属于E(G)因为任意就知道这个圈是存在的


从“v1,v2不属于E(G)”推不出“极大平面图有大于圈长为3的面存在”吧?

--  作者:Logician
--  发布时间:8/23/2006 12:25:00 AM

--  
以下是引用zsmjlu在2006-8-22 23:09:00的发言:
1,可以自己画一个轮图看一下,与中心相邻的点所在的圈长=d(v)


问题是,怎么证明任何顶点v和它的邻顶正好构成一个轮图呢?
也就是说,怎么证明存在一个圈C,它的顶点恰为(既不多也不少)v的所有邻顶呢?

--  作者:zsmjlu
--  发布时间:8/23/2006 7:47:00 AM

--  

[/quote]
问题是,怎么证明任何顶点v和它的邻顶正好构成一个轮图呢?
也就是说,怎么证明存在一个圈C,它的顶点恰为(既不多也不少)v的所有邻顶呢?

[/quote]


可能是极大平面图的缘故把,我看书定理11.4的证明图想到的,应该是这样,还没相好怎么证明


--  作者:zsmjlu
--  发布时间:8/23/2006 1:19:00 PM

--  
我上午想了一下,关于极大平面图必是轮图的并,大家看这样对不对
若不是则存在如下情形,(图中的一部分)
     (1)               b------a------e    不存在轮图                                                    
                         \   /   \  /                                                    
                           c  ----d  
  此时b,e必存在边相连    
    或 (2)        ------b------a------                                                    
                         \       \  /                                                    
                           c  ----d ------
与c相邻的顶点所在的圈还有其他点(不与c相邻),此时已经不是极大平面图了
因此递归到整个图,比是轮图的并

希望大家举出反例                            
                                         



--  作者:Logician
--  发布时间:8/23/2006 2:41:00 PM

--  
我相信“极大平面图必是轮图的并”(这个命题似乎等价于“对每个顶点的v,存在一个圈C,使得C的顶点恰为v的所有邻顶”),但这个证明………
似乎太不完整了……
你的证明不能保证所有的极大平面图都可以这样构造出来(因为不一定要按你说的方式添新边)。


--  作者:zsmjlu
--  发布时间:8/23/2006 2:45:00 PM

--  
我是这么想的,但确实找不到更好的方法,不过这个不是什么大问题吧``

没必要在这里纠缠.....


--  作者:Supremgoooo
--  发布时间:8/23/2006 7:14:00 PM

--  
以下是引用Logician在2006-8-22 23:02:00的发言:
(1)不知道。@_@
(2)3-正则图怎么不可能是2-边连通的?首先,3-正则图不一定是就是3-边连通的(下面有两个反例)。其次,即使是3-边连通的,根据定义,3-边连通的图自然也是2-边连通的和1-边连通的(注意,证明2-边连通就是证明删除1条边后还连通就可以了,并不要求证明“边连通度为2”)。

我们知道,K_4是3-边连通的3-正则图。两个K_4的并是不连通的3-正则图。
而下面两个3-正则图的边连通度分别是2和1:

   * ── *
  / \    / \   
*   *  *   *
  \ /    \ /
   * ── *

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└─ *        * ─┘

总之,我们从正则性得不出太多关于边连通度的结论。

(3)对偶图 + 鸽巢原理。就是证明“简单图中必有两个度数相同的顶点”。



彻底明白了,谢谢!


--  作者:Supremgoooo
--  发布时间:8/23/2006 7:16:00 PM

--  
以下是引用zsmjlu在2006-8-22 23:09:00的发言:

1,可以自己画一个轮图看一下,与中心相邻的点所在的圈长=d(v)
2,对课本定义理解不透,k-边连通是指最小边连通度>=k ,即可(我理解) ,3-正则图最少删除2条边后连同分支才可>=2,故为2-边连通,没错!!!!



懂了,谢谢!
--  作者:Supremgoooo
--  发布时间:8/23/2006 7:23:00 PM

--  
以下是引用yourwk在2006-8-22 23:37:00的发言:
1.关于书上的这个证明中说到是某个圈,这个某是特指(即与v相邻的所有点构成的一个圈)下面在证明一下这个圈必定存在,假设存在对于v1,v2(为是与v相邻的任两点)(v1,v2)不属于E(G).这就是说极大平面图有大于圈长为3的面存在,矛盾,所以(V1,V2)肯定属于E(G)因为任意就知道这个圈是存在的

2.边连通度>=K就说图是K连通的,并不是你想的边连通度=2,比如说该题连通度=5.图是1边连通的也是2边连通的也是3边连通的...要证明它是2边连通的只要证明删除任一条边还是连通的即可

3.答案
13,设G是2-边连通的简单平面图,且每两个面的边界至多有一条公共边,证明G中至少有
两个面的次数相同。
证明做G的对偶图G*,只要证明G*上至少有2个顶点的度数相同即可。

G是连通图,显然G*也是连通图。(G不是连通图,G*也是连通图)

由于G是2-边连通的简单平面图,所以G中无桥,所以G*中无环。
由于G中每两个面的边界至多有一条公共边,所以G*中无平行边。
所以G*是简单的连通平面图。

设G*上有n个顶点,这n个顶点的度数只能是1至n-1,根据鸽巢原理,至少有2个
顶点的度数相同。


多谢!


--  作者:yourwk
--  发布时间:8/23/2006 10:43:00 PM

--  
昨晚跳了大步,今晚就试图来详细的解一下:
对于题只要证明对于圈C的任意点是2度的(就圈C而言),结论就自然成立了,v的小邻寓构成的圈C与v就是个轮图了

设v为轮图的中心.
(1)先证N(v)中任意点(设为v1)在V(G)-v中至少与一个N(G)-v1中的点是相连通的
假使不然即v1处于一个连通分支上,(v,v1)为G的桥,Deg(R0)>3,矛盾

(2)再证:存在L(v1,v2)=v1.....v2,|L(v1,v2)|>=1,设v2是v1连通的路径最短的一个点.(因此除v1,v2外任何N(v)中的点都不在路径中)C=v1.....v2vv1,则:
(a)不存在N(v)-v1-v2的任意点在C内
(b)不存在V(G)-N(v)-v的任意点
证明(a)
若存在设此点为v3由上知,若存在L(v1,v3)则L(v1,v3)>=2,则有面的次数>=4
若存在L(v2,v3)>=1则在L(v1,v2)并上L(v2,v3)并上v1vv3中必有面次数>=4
所以不含此类点v3
(b)
C是约当曲线,所以该点 不能与C外部的点相连,连L(v1,v2)上的任意点都会存在次数>=4的面
所以C内不存在此类点
还能推出L(v1,v2)=v1v2

(3)对于V(G)-v,N(v)中的任意点(设v1)至多与2个N(v)-v1中的点相连通
证:因为对于v1v1只有逆时顺时两个方向连通2个点,如果有>=3的点与它相连通必然有一个圈位于另一个圈内,与(2)中的(a)矛盾.

(4)定义E*={(u1,u2)|u1,u2为N(v)中点且不同},V=N(G)构成的新图G*,(1)说明G*中的点度数都>=1,(3)说明G*中的点都<=2,
若存在一度点由握手知一度点成对出现.设G*中有n个连通分支,每个连通分支必然是一条路径,在时钟方向上任取2个相邻的连通分支,则P1的首与P2尾在时针方向上相邻(由(2)的证明得出)所以一度点是不存在的所以只有2度点


--  作者:yangling_1985
--  发布时间:8/24/2006 5:00:00 PM

--  
我觉得是不是可以借助定理11.4的思路。极大平面图每个面的度数都为3。对G中任意一顶点v,v在外部面R0或是在内部面Ri 上。
(1)若v在R0 上,则v与内部面上另外两点a,b相邻。由n>3及G的每个内部面的次数均为3可以得R0中必存在另一点c与v相邻。所以,d(v)>=3.
(2) 若v在Ri上。令G'=G-v,由于与v关联的边均不是外部面上的边,则G'中必定存在一个圈C,使v在C中,且任意u属于C,均和u在G中相邻(否则出现面大于3的内部面)。所以d(v)为C的长度。又由条件,则有d(v)>=3.
不是严格的证明,只是说明一下我的想法。请大家指教。
--  作者:yourwk
--  发布时间:8/24/2006 9:54:00 PM

--  
yangling的证明也是越了很大的步骤,实际上:"则G'中必定存在一个圈C,使v在C中,且任意u属于C,均和u在G中相邻"是你的结论,原因就是"否则出现面大于3的内部面".其他的说明都没有意义.与证明的题目无关.按照书上的证明同样的,他说"G'中必定存在一个圈C"这句话就需要证明,画出来的图也是特别巧的一个圈(刚好满足需要).
--  作者:栖憧
--  发布时间:10/14/2007 9:52:00 PM

--  
假设d(v)=x,则c是由x个顶点构成的一个圈,显然其长度为x=的(v)
--  作者:zhongyuan17
--  发布时间:10/15/2007 10:09:00 AM

--  
以下是引用Logician在2006-8-23 0:25:00的发言:
[quote]以下是引用zsmjlu在2006-8-22 23:09:00的发言:
  1,可以自己画一个轮图看一下,与中心相邻的点所在的圈长=d(v)
[/quote]
问题是,怎么证明任何顶点v和它的邻顶正好构成一个轮图呢?
也就是说,怎么证明存在一个圈C,它的顶点恰为(既不多也不少)v的所有邻顶呢?



必然是轮图.
考虑与v相关的两条相邻的边,这两条边必在同一面上
而这一个面的度为3.所以这两条边分别关联的另两个点之间必有边
这样就是轮图了
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