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Teoría de grafos, Apuntes de Ingeniería Infórmatica

Asignatura: Fonaments de matemàtica discreta, Profesor: no recordo quin, Carrera: Enginyeria Informàtica, Universidad: UAB

Tipo: Apuntes

2016/2017

Subido el 31/05/2017

amballioli
amballioli 🇪🇸

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Wednesday, 24 May 2017
Matemàtica discreta
Teoría de grafs:
Un camino en un grafo G es una sucesión de vértices y de aristas. Si el vértice final e inicial
coinciden, hablamos de camino cerrado.
Longitud de un camino es el total de aristas que lo componen
Circuito: camino cerrado en un grafo que no repite aristas
Ciclo: camino cerrado sin vértices repetidos
Grafo conexo: Cuando existe en G (grafo) un camino entre cualquier par de vértices en el que
no se repiten ni vértices ni aristas en caso contrario se llama grafo no conexo o disjunto.
En este último caso el grafo G se dice que está formado por componentes. El total de
componentes se indica por K(G)
En un grafo se verifica que la suma de los grados de todos los vértices es el doble del nº de
aristas
Un grafo es regular si todos sus vértices tienen el mismo grado. Si el grado es K, se llama K-
regular.
Un subgrafo es cualquier grafo que queda al eliminar algunos vértices o aristas. Al eliminar un
vértice, desaparecen sus aristas
Un grafo es completo si cada par de vértices son los extremos de una arista.
Un camino euleriano es un camino que contiene todas las aristas una sola vez.
Un circuito euleriano (camino cerrado) es un circuito que contiene todas las aristas una sola
vez y sus vértices extremos coinciden.
Un grafo euleriano es aquel que admite un circuito euleriano.
Un grafo G contiene un curcuito euleriano si y sólo si es conexo y cada vértice de G es de grado
par.
Se puede construir un camino euleriano pero no un circuito euleriano si y sólo si G es conexo y
tiene exactamente dos vértices de grado impar.
Entonces el camino euleriano puede construirse comenzando y finalizando en esos vértices.
Un camino hamiltoniano es un camino simple que contiene todos los vértices del grafo sin
repetir ninguno.
Ciclo hamiltoniano es un camino hamiltoniano cerrado
Grafo hamiltoniano es un grafo que contiene un ciclo hamiltoniano. Todo grafo completo
contiene un ciclo hamiltoniano
Árbol: sea G=(V,E) un grafo, es un árbol si es conexo y no contiene ciclos, se puede indicar por
T=(V,E).
Bosque = conjunto de árboles.
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Matemàtica discreta

Contacte: [email protected] Teoría de grafs:

  • Un camino en un grafo G es una sucesión de vértices y de aristas. Si el vértice final e inicial coinciden, hablamos de camino cerrado.
  • Longitud de un camino es el total de aristas que lo componen
  • Circuito: camino cerrado en un grafo que no repite aristas
  • Ciclo: camino cerrado sin vértices repetidos
  • Grafo conexo: Cuando existe en G (grafo) un camino entre cualquier par de vértices en el que no se repiten ni vértices ni aristas en caso contrario se llama grafo no conexo o disjunto. En este último caso el grafo G se dice que está formado por componentes. El total de componentes se indica por K(G)
  • En un grafo se verifica que la suma de los grados de todos los vértices es el doble del nº de aristas
  • Un grafo es regular si todos sus vértices tienen el mismo grado. Si el grado es K, se llama K- regular.
  • Un subgrafo es cualquier grafo que queda al eliminar algunos vértices o aristas. Al eliminar un vértice, desaparecen sus aristas
  • Un grafo es^ completo^ si cada par de vértices son los extremos de una arista.
  • Un^ camino euleriano^ es un camino que contiene todas las aristas una sola vez.
  • Un^ circuito euleriano^ (camino cerrado) es un circuito que contiene todas las aristas una sola vez y sus vértices extremos coinciden.
  • Un^ grafo euleriano^ es aquel que admite un circuito euleriano.
  • Un grafo G contiene un curcuito euleriano si y sólo si es conexo y cada vértice de G es de grado par.
  • Se puede construir un camino euleriano pero no un circuito euleriano si y sólo si G es conexo y tiene exactamente dos vértices de grado impar. Entonces el camino euleriano puede construirse comenzando y finalizando en esos vértices.
  • Un^ camino hamiltoniano^ es un camino simple que contiene todos los vértices del grafo sin repetir ninguno.
  • Ciclo hamiltoniano es un camino hamiltoniano cerrado
  • Grafo hamiltoniano es un grafo que contiene un ciclo hamiltoniano. Todo grafo completo contiene un ciclo hamiltoniano - Árbol:^ sea G=(V,E) un grafo, es un árbol si es conexo y no contiene ciclos, se puede indicar por T=(V,E). - Bosque^ = conjunto de árboles.

Teorema sobre árboles: Sean a y b dos vértices distintos de un árbol, existe un único camino que no repite ni aristas ni vértices que los conecta. Teorema 2: Dado un árbol se verifica que: |V| = |E| + 1

  • |V| = nº de vértices
  • |E| = nº de aristas Teorema 3: Sea G un grafo sin bucles, entonces, las siguientes propiedades son equivalentes: a) G es un árbol b) G es conexo, pero la supresión de una cualquiera de los lados, separa G en dos subgrafos que son árboles c) G no posee ciclos y |V| = |E| + 1 d) G es conexo y |V| = |E| + 1 Grafos planos Un grafo es plano si es posible dibujarlo en un plano sin que sus aristas se crucen entre sí. La representación plana de un grafo divide el plano en regionnes, una de las cuales es limitada. Tanto el grafo K5 como K3,3 no son planos, TEOREMA DE EULER: Sea G un grafo plano simple conexo con |E| lados y |V| vértices. Sea |R| el total de regiones a las que da lugar G en su representación en el plano que reside, entonces se verifica que: |R| = |E| - |V| + 2 de este teorema se deducen los corolarios para grafos simples, planos y conexos. Definiendo |E| = e aristas, |V| = v >= 3 vértices, |R| = r regiones. Corolario 1 => se verifica e<= 3v - 6 Corolario 2 => Si el grafo G no posee ciclo alguno de longitud 3, entonces e<= 2v - 4

Ejercicio grafos: Dar ejemplos de grafos, con un máximo de 6 vértices, que cumplan las siguientes condiciones: a) es euleriano pero no hamiltoniano b) es hamiltoniano pero no euleriano c) es euleriano y hamiltoniano d) no es euleriano ni hamiltoniano e) tenga un camino euleriano pero no tenga un camino hamiltoniano abierto f) tenga un camino hamiltoniano abierto pero no tenga un camino abierto g) tenga un camino euleriano abierto y otro hamiltoniano abierto h) no tenga caminos eulerianos ni hamiltonianos ni abiertos ni cerrados

a) Sí es conexo, porque existe un camino entre cualquier par de vértices b) No posee ningún camino euleriano ya que el grado de todos sus vértices es par c) Sí, se trata de un grafo euleriano, es decir, tiene circuitos eulerianos, porque el grafo es conexo y tiene todos sus vértices de grado par d) al suprimir las aristas x e y, así como el vértice incidente con ambas, el grafo resultante tiene 2 vértices con grado impar. Por tanto, admite caminos eulerianos pero no circuitos eulerianos.