Основные понятия теории множеств. Способы задания множеств. Отношения бинарные и n-арные, страница 4

Если множество рёбер называется min, то разрез называется min. Min разрез – min число рёбер, удаляя которые мы увеличиваем число компонент связности.

{2,5,6} - min разрез; {2,4} – min разрез. 

Min разрез, min число рёбер, удалением которых, мы увеличиваем число компонент связности.

Разрез должен иметь либо не иметь вообще 2 пересечения с любым базовым циклом.

Раскраска графов.

Формула Эйлера:       n+f=m+2, где f – число граней.

Равнобедренный треугольник:    1

2

В любом планарном графе существует вершина,степень вершины < 5

2m >= 3f

n+f = m+2

n+2m/3 >= m+2

3n >= m+6

но m < 3n

Конец доказательства.

Любой граф можно раскрасить 6 цветами.

Хромотическое число-min число цветов красок.

K5 нужно 5 цветов.

Связи между циклами и разрезами.

5

Параллелограмм:  2     3                              

1                           9             m-n+5=7-5+1=3

6  7

1 2 3 4 5 6 7

1 0 0 0 0 1 0

0 1 0 0 0 1 1     разрезы

0 0 1 0 1 0 1

0 0 0 1 1 0 0

0 0 1 1 1 0 0

1 1 0 0 0 1 0      циклы

0 1 1 0 0 0 1

Устойчивые множества и раскраска графа


Число внешней устойчивости графа – B

1 2 3 4 5 6 7 8

в) +1 1 0 0 1 0 0 0 v

1 1 1 1 0 0 0 0

0 1 1 1 0 0 0 0

a) +0 1 1 1 1 0 0 1 v                выбираем мин число строк которые

1 0 0 1 1 0 0 0                   покрывают все вершины

0 0 0 0 0 1 0 1

0 0 0 0 0 0 1 1

б) +0 0 0 1 0 1 1 1 v

число внутренней устойчивости графа.

Множество которое не содержит смежных вершин –устойчивое множество.

храматическое число графа.

Легко исследуется класс бихроматических графов( это число = 2).

Необходимым и достаточным условием бихроматичности графа является отсутствие в графе циклов нечетной длины.

Элементарный метод раскраски графа:

Эвристический метод(правила которые обычно приводят к оптимальному результату). Но он очень громозден при этом существует С в степени n вариантов раскраски где n-число вершин а С- число красок.

Будем искать всегда вершину для которой необходима новая краска.

Эту задачу можно свести к задаче о кратчайшем покрытии:

1)  Отыскать все максимально пустые подграфы графа;

2)  Построить матрицу бинарных отношений принадл. вершин гр.С, этим подграфам;

3)  После нахождения кратчайшего покрытия этой матрицы выбираем множество вершин образующих его;

4)  Получ. разбиение множества U оно и есть решение: вершина каждого класса окрашивается в свой цвет.

 Комбираторные задачи и методы комбинаторного поиска

Делятся на два класса:

a)перечисленные задачи:

Требуется число конфигураций обладающих определенными свойствами(размещение, постановка и сочетание).

Имеется m объектов и n мест.

1.  Число различных размещений U(n,m)=n в степени m;

2.  Число различных перестановок. Алфавит из m символов, мы можем их упорядочить n(n-1)(n-2)…..=n!   <-> P(n)=n!

3.  Число различных сочетаний C(из m  по n) = n(n-1)….(n-m+1)=n!/((n-m)!m!);

Выбор n предметов из общего числа предметов –m.

Для упорядоченных сочетаний C(из m  по n)=n!/(n-m)!

б) оптимизационная задача: поиск конфигурации (напр. Функции стоимости обладающей определенными свойствами(экстремум))

Необходима оценка временных задач(вычислительной сложности).

Сложность задачи определяется отношением сложности исходных данных(n) и  сложностью решения.

f(n)-время решения решаемой задачи с объемом исходных данных n.

F(n)=O(g(n)), если существует c такое что f(n)<=c*g(n) где g(n)-оценка сложности.

n может быть сколь угодно большим.

f(n)=O(n*n) –квадратичная сложность

f(n)=O(n) –линейная сложность

f(n)=(2в степ.n –n!)

существ. С такое что f(n)<=c*g(n)

Если g(n) – полином то имеем полиноминальную сложность.

Полиноминальный алгоритм может быть лучше чем экспоненциальный для решения практических задач с ограниченным n.

Методы комбинаторного поиска

1.Метод перебора


Рассмотрим прибор:

А это где-то 500 лет(10 в 19-ой)