На Горох
Разбор упражнения

ГДЗ: Упражнение 74 - § 3 (Граф и способы его задания) - (Вероятность и статистика 10 класс, Бунимович Евгений Абрамович, Булычев Владимир Александрович)

Глава 2. Элементы теории графов Страницы: 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56
А вы знали? Проект, реферат или доклад можно создать с помощью ИИ за 5 минут — и сразу скачать готовый файл Word. Попробовать

74 упражнение:

Какое максимальное число кёнигсбергских мостов можно пройти по одному разу и вернуться в исходную точку? А если не требовать возвращения в исходную точку?

Найдите максимальное число мостов в замкнутом и в незамкнутом маршруте без повторений.
Ответ

Мультиграф мостов (рис. 39, б): вершины \( a, b, c, d \), рёбра \( ab \) (два моста), \( bc \) (два моста), \( ad \), \( bd \), \( cd \) — всего 7. Степени: \( a \) — 3, \( b \) — 5, \( c \) — 3, \( d \) — 3; все четыре вершины нечётные.

С возвращением. Пройденные мосты образуют цикл, а в цикле все вершины имеют чётную степень. Значит, часть мостов придётся исключить, причём исключение одного моста меняет чётность ровно двух вершин. Чтобы четыре нечётные вершины стали чётными, нужно убрать не меньше двух мостов: например, один из мостов \( ab \) и мост \( cd \). Оставшиеся 5 мостов (\( ab, bc, bc, bd, ad \)) образуют связный граф с чётными степенями, и по ним можно пройти циклом: \( a \to b \to c \to b \to d \to a \). Больше пяти мостов пройти нельзя (убрав один мост, мы оставим две нечётные вершины).

Без возвращения. Для эйлерова пути нужно ровно две нечётные вершины. Достаточно убрать один мост, например один из мостов \( ab \): степени станут 2, 4, 3, 3. Тогда есть путь по 6 мостам из \( c \) в \( d \): \( c \to b \to a \to d \to b \to c \to d \). Все 7 мостов пройти нельзя — это и доказал Эйлер.

Ответ: с возвращением — 5 мостов, без возвращения — 6. (В ответах учебника для первого случая указано 4, однако замкнутый маршрут \( a \to b \to c \to b \to d \to a \) по пяти разным мостам существует.)

Что применять при решении

Граф, вершины и рёбра

Граф — представление объектов и связей между ними с помощью множества точек (вершин), некоторые пары которых соединены линиями (рёбрами). Графами описывают транспортные сети, родословные, строение молекул, электрические схемы. Граф можно задать рисунком или матрицей смежности — таблицей, в которой на пересечении строки \( x \) и столбца \( y \) стоит 1, если вершины \( x \) и \( y \) соединены ребром, и 0 в противном случае. У неориентированного графа матрица симметрична относительно диагонали.

Виды графов

Ориентированный граф — на каждом ребре указано направление (стрелка); его матрица смежности несимметрична. Взвешенный граф — каждому ребру сопоставлено число (вес: длина дороги, стоимость проезда); в матрицу записывают веса. Мультиграф допускает несколько (кратных) рёбер между одной парой вершин. Петля — ребро, соединяющее вершину с ней самой. Простой граф — неориентированный невзвешенный граф без петель и кратных рёбер; в основном рассматриваются именно такие графы.

Степень вершины

Степень вершины — количество рёбер, проведённых из этой вершины. Вершина степени 0 называется изолированной. В простом графе с \( n \) вершинами степень любой вершины не больше \( n - 1 \); в мультиграфе степень ничем не ограничена.
\( 0 \le \deg v \le n - 1 \) в простом графе

Теорема 1 о двух вершинах одинаковой степени

Если простой граф содержит больше одной вершины, то в нём найдутся хотя бы две вершины одинаковой степени. Доказательство от противного: все \( n \) степеней различны только при значениях \( 0, 1, \ldots, n - 1 \), но вершина степени \( n - 1 \) соединена со всеми, в том числе с изолированной вершиной степени 0 — противоречие.

Теорема 2 о сумме степеней и её следствие

Сумма степеней всех вершин графа (или мультиграфа) равна удвоенному числу его рёбер, потому что каждое ребро имеет два конца и добавляет по единице к степеням двух вершин. Следствие: число вершин нечётной степени в любом графе чётно (иначе сумма степеней была бы нечётной).
\( \deg v_1 + \deg v_2 + \ldots + \deg v_n = 2E \), где \( E \) — число рёбер

Путь, цепь, цикл

Путь (маршрут) — последовательность вершин, в которой каждая вершина соединена ребром со следующей; длина пути — число рёбер в нём (на 1 меньше числа вершин). В пути вершины и рёбра могут повторяться. Цепь — путь без повторяющихся рёбер. Цикл — цепь, у которой начальная и конечная вершины совпадают; если все остальные вершины цикла различны, цикл называется простым. Граф, все вершины которого соединены «по кругу», — простой цикл. Граф, состоящий из нескольких частей, называется несвязным.

Эйлеров цикл и теорема Эйлера

Эйлеров цикл — цикл, содержащий все рёбра графа (каждое ровно один раз). Теорема Эйлера: в связном графе (мультиграфе) эйлеров цикл существует тогда и только тогда, когда все вершины имеют чётные степени. Если ровно две вершины имеют нечётную степень, эйлерова цикла нет, но есть эйлеров путь — незамкнутый маршрут по каждому ребру ровно один раз, начинающийся в одной нечётной вершине и заканчивающийся в другой. Задача о семи кёнигсбергских мостах (все четыре вершины нечётные) решения не имеет.

Не сходится своя задача? Разберём по шагам

  • Формула, подстановка и расчёт
  • Числа считает калькулятор, а не нейросеть
  • Бесплатно и без регистрации
Решить задачу Разбор задачи бесплатный

Другие упражнения из параграфа § 3

Данные параграфа

К параграфу →
Глава
Глава 2. Элементы теории графов
Параграф
§ 3 — Граф и способы его задания
Учебник
Вероятность и статистика 10 класс — Математика. Базовый уровень
Автор
Бунимович Евгений Абрамович, Булычев Владимир Александрович
Год
2023

Задали работу по этой теме?

Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.

Создать проект Готовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.