Bài giảng Toán học tổ hợp và cấu trúc rời rạc - Chương 4: Đại cương về đồ thị

Định nghĩa. Một đồ thị vô hướng

(undirected graph) G=(V, E) được

định nghĩa bởi:

• Tập hợp V ≠ được gọi là tập các

đỉnh (vertex) và n = |V| gọi là cấp

của đồ thị;

• Tập hợp E là tập các cạnh (edge)

của đồ thị; Mỗi cạnh eE được liên

kết với một cặp đỉnh {i, j}, không

phân biệt thứ tự

Định nghĩa. Trên đồ thị vô hướng, xét cạnh e được

liên kết với cặp đỉnh {i, j}:

 Cạnh e kề với đỉnh i và đỉnh j (hay đỉnh i và đỉnh j kề

với cạnh e); có thể viết tắt e=ij

 Đỉnh i và đỉnh j được gọi là 2 đỉnh kề nhau (hay đỉnh i

kề với đỉnh j và ngược lại, đỉnh j kề với đỉnh i)

 Hai cạnh nối cùng một cặp đỉnh gọi là hai cạnh song

song.

 Cạnh có hai đỉnh trùng nhau gọi là một khuyên

pdf 67 trang kimcuc 3920
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Toán học tổ hợp và cấu trúc rời rạc - Chương 4: Đại cương về đồ thị", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Toán học tổ hợp và cấu trúc rời rạc - Chương 4: Đại cương về đồ thị

Bài giảng Toán học tổ hợp và cấu trúc rời rạc - Chương 4: Đại cương về đồ thị
ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỒ THỊ 
lvluyen@hcmus.edu.vn 
FB: fb.com/cautrucroirac 
Chương 4. 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2 
Nội dung 
1. Giới thiệu 
2. Các khái niệm cơ bản 
3. Biểu diễn đồ thị 
4. Đẳng cấu đồ thị 
5. Đường đi, chu trình 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3 
Bài toán. Thành phố Königsberg, Đức nằm trên một 
con sông, có hai hòn đảo lớn nối với nhau và với đất 
liền bởi bảy cây cầu. Bài toán đặt ra là có thể đi theo 
một tuyến đường mà đi qua mỗi cây cầu đúng một 
lần rồi quay lại điểm xuất phát hay không? 
1. Giới thiệu 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4 
Năm 1736, nhà toán học 
Leonhard Euler đã chứng 
minh rằng điều đó là không 
thể được. 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
5 
Bài toán 1. Có thể vẽ hình phong bì thư bởi một nét 
bút hay không? Nếu có hãy chỉ ra tuần tự các nét vẽ 
1 
3 2 
4 5 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6 
Bài toán 2. Một đoàn kiểm tra chất lượng các con 
đường. Để tiết kiệm thời gian, đoàn kiểm tra muốn đi 
qua mỗi con đường đúng 1 lần. Kiểm tra xem có cách 
đi như vậy không? 
2 
1 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
7 
Bài toán 3. Một sinh viên muốn đi từ nhà đến trường 
thì phải đi như thế nào? Cách đi nào là ngắn nhất? 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
8 
Định nghĩa. Một đồ thị vô hướng 
(undirected graph) G=(V, E) được 
định nghĩa bởi: 
• Tập hợp V ≠ ∅ được gọi là tập các 
đỉnh (vertex) và n = |V| gọi là cấp 
của đồ thị; 
• Tập hợp E là tập các cạnh (edge) 
của đồ thị; Mỗi cạnh e∈E được liên 
kết với một cặp đỉnh {i, j}, không 
phân biệt thứ tự 
2. Các khái niệm cơ bản 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
9 
Định nghĩa. Trên đồ thị vô hướng, xét cạnh e được 
liên kết với cặp đỉnh {i, j}: 
 Cạnh e kề với đỉnh i và đỉnh j (hay đỉnh i và đỉnh j kề 
với cạnh e); có thể viết tắt e=ij 
 Đỉnh i và đỉnh j được gọi là 2 đỉnh kề nhau (hay đỉnh i 
kề với đỉnh j và ngược lại, đỉnh j kề với đỉnh i) 
 Hai cạnh nối cùng một cặp đỉnh gọi là hai cạnh song 
song. 
 Cạnh có hai đỉnh trùng nhau gọi là một khuyên 
Đỉnh kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
10 
( ) { : ( , ) }v u V v u EΓ = ∈ ∈
Tập các đỉnh kề với đỉnh v được viết là 
Nhận xét. Đồ thị G hoàn toàn được xác định nếu 
chúng ta biết 
Vvv ∈∀Γ ),(
nên đồ thị G cũng có thể định nghĩa như sau: 
( , )G V= Γ
Đỉnh kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
11 
 Cạnh song song: e1, e7 
 Khuyên: e9 
 Đỉnh treo: 5 
 Đỉnh cô lập: 6 
 
(2) {1, 3, 4}Γ =
Đỉnh kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12 
Định nghĩa. Cho G là đồ thị vô hướng. Khi đó G 
được gọi là: 
a) đơn đồ thị (hay đồ thị đơn) nếu G không có 
khuyên và không có cạnh song song 
b) đa đồ thị nếu G không có khuyên, cho phép có 
cạnh song song 
c) giả đồ thị nếu G cho phép có cạnh song song và 
có khuyên 
Một số loại đồ thị vô hướng 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
13 
b 
d a 
k 
e 
h 
g 
c 
a 
b 
c d 
b 
c 
a 
d 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
14 
 Đồ thị rỗng: tập cạnh là tập rỗng 
 Đồ thị đủ: đồ thị vô hướng, đơn, 
giữa hai đỉnh bất kỳ đều có đúng 
một cạnh. 
 Đồ thị đủ n đỉnh ký hiệu là Kn. 
 Kn có 𝑛𝑛 n−12 cạnh. 
 Đồ thị k-đều: là đồ thị mà mọi đỉnh 
đều kề với đúng k đỉnh khác. 
C 
A B 
Các dạng đồ thị 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
15 
 Đồ thị lưỡng phân: đồ thị vô hướng 
G=(V, E) nếu tập V được chia thành 
hai tập V1 và V2 thỏa: 
 V1 và V2 phân hoạch V; 
 Cạnh chỉ nối giữa V1 và V2. 
 Đồ thị lưỡng phân đủ: là đồ thị 
lưỡng phân thỏa điều kiện mỗi đỉnh 
trong V1 kề với mọi đỉnh trong V2. 
NếuV1=n và V2=m, ta ký hiệu Kn,m 
C 
A 
B 
D 
E 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
16 GV: Döông Anh Ñöùc 16 
K4 K4 
K3, 3 K2, 3 
K2 ≡ K1, 1 
K3 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
17 
Định nghĩa. Một đồ thị có hướng 
G=(V, U) được định nghĩa bởi: 
• Tập hợp V ≠ ∅ được gọi là tập 
các đỉnh. 
• Tập hợp U là tập các cạnh (cung) 
của đồ thị; Mỗi cạnh u∈U được 
liên kết với một cặp đỉnh (i, j)∈V2. 
Ký hiệu u=(i,j) hoặc u=ij. 
Đồ thị có hướng 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
18 
Trên đồ thị có hướng, xét cạnh u được liên kết với 
cặp đỉnh (i, j): 
 i được gọi là đỉnh đầu, j được gọi là đỉnh cuối 
 Cạnh u kề với đỉnh i và đỉnh j (hay đỉnh i và đỉnh j 
kề với cạnh u); có thể viết tắt u=(i, j). Cạnh u đi ra 
khỏi đỉnh i và đi vào đỉnh j. 
Đỉnh kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
19 
( ), ( )v v−Γ Γ
Định nghĩa. Cho đồ thị có hướng G=(V, E) và e=(u,v)∈E 
• v là đỉnh sau của u 
• u là đỉnh trước của v 
• Tập hợp các đỉnh sau và đỉnh trước của v lần lượt là 
Nhận xét. Đồ thị G hoàn toàn được xác định 
nếu chúng ta biết 
Vvv ∈∀Γ ),(
nên đồ thị G cũng có thể được định nghĩa như sau: 
),( Γ= VG
Đỉnh kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
20 
)(vΓ
Ví dụ. 
 1 
2 
3 5 
6 
4 
a 
b 
c 
d 
e 
f 
g 
h 
i 
j k 
l 
v 
1 
2 
3 
5 
6 
)(v−Γ
Đỉnh kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
21 
 Cạnh song song 
- u1, u7 cùng chiều 
- u5, u8 ngược chiều 
 Khuyên: u2 
 Đỉnh treo: 6 
 Đỉnh cô lập: 5 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
22 
 Đồ thị có tập đỉnh và tập cạnh hữu hạn được gọi 
là đồ thị hữu hạn 
 Trong học phần này ta chỉ làm việc với các đồ thị 
hữu hạn. Để ngắn gọn chúng ta chỉ dùng thuật 
ngữ ĐỒ THỊ và hiểu ngầm đó là đồ thị hữu hạn. 
Đồ thị hữu hạn 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
23 
Định nghĩa. Cho hai đồ thị G = (V,E) và G’ = (V’,E’) 
(cùng vô hướng hoặc cùng có hướng). 
 G’ được gọi là đồ thị con của G, ký hiệu G’≤ G, 
nếu V’ ⊆ V và E’ ⊆ E 
 Nếu V’ = V và E’ ⊆ E thì G’ được gọi là đồ thị con 
khung của G. 
Đồ thị con 
G H CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
24 
Định nghĩa. Xét đồ thị vô 
hướng G, bậc của đỉnh x 
trong đồ thị G là số các cạnh 
kề với đỉnh x, mỗi khuyên 
được tính hai lần, ký hiệu là 
degG(x) (hay deg(x) nếu 
đang xét một đồ thị nào đó). 
Bậc của đỉnh 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
25 
Ví dụ. 
1 
2 
3 
4 
6 
8 
7 5 
i 
deg(i) 
1 2 3 4 5 6 7 8 
Bậc của đỉnh 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
26 
Ví dụ. H là đơn đồ thị vô hướng có n đỉnh (n ≥ 2). 
a) Mỗi đỉnh của H có bậc tối đa là bao nhiêu? H có 
tối đa bao nhiêu cạnh ? 
b) Chứng minh rằng H có ít nhất 2 đỉnh cùng bậc. 
Bậc của đỉnh 
Giải. a) Vì H là đồ thị đơn vô hướng nên mỗi đỉnh 
của H không có khuyên và chỉ có thể nối với các 
đỉnh khác không quá một cạnh, nghĩa là mỗi đỉnh của 
H có bậc tối đa là (n − 1). 
Suy ra H có tối đa là n(n − 1) / 2 cạnh 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
27 
b) Giả sử bậc của các đỉnh của H đều khác nhau. 
Khi đó bậc của n đỉnh của H lần lượt là 0, 1, , (n -
1), nghĩa là H phải có đỉnh bậc 0. 
 Do H có đỉnh bậc 0 nên các đỉnh khác của H có 
bậc tối đa là (n − 2) : mâu thuẫn. Vậy có ít nhất 2 
đỉnh của H có cùng bậc. 
Bậc của đỉnh 
Ví dụ. Hãy vẽ một đồ thị đơn vô hướng (nếu có) 
gồm 6 đỉnh với bậc các đỉnh lần lượt là: 
 a) 2,2,3,3,3,3 b) 1, 1, 2, 2, 3, 4 
Câu b) không tồn tại đồ thị 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
28 
Định nghĩa. Xét đồ thị có hướng G 
Bậc của đỉnh 
Nửa bậc ngoài của đỉnh x là số 
các cạnh đi ra khỏi đỉnh x, ký 
hiệu deg+(x). 
Nửa bậc trong của đỉnh x là số 
các cạnh đi vào đỉnh x, ký hiệu 
deg-(x). 
Bậc của đỉnh x: 
 deg(x)=deg+(x)+deg-(x) 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
29 
v deg−(v) deg+(v) deg(v) 
a 
b 
c 
d 
e 
f 
Chú ý. 1 khuyên được tính 1 lần bậc vào và 1 lần bậc ra 
Ví dụ. 
 a 
c 
b d 
f 
e 
Bậc của đỉnh 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
30 
 Đỉnh TREO là đỉnh có bậc bằng 1. 
 Đỉnh CÔ LẬP là đỉnh có bậc bằng 0. 
C 
A B 
D 
Bậc của đỉnh 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
31 
Định lý. 
 Xét đồ thị có hướng G=(X, U). Ta có: 
 Xét đồ thị vô hướng G=(X, E). Ta có: 
( ) ( ) ( )+ −
∈ ∈ ∈
= =∑ ∑ ∑
x X x X x X
vaødeg x deg x deg x 2 U
( )
∈
=∑
x X
deg x 2 E
Hệ quả. Số đỉnh có bậc lẻ trong một đồ thị là một số 
chẵn. 
Mối liên hệ giữa bậc và số cạnh 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
32 
Ví dụ. Trong một bữa tiệc, mọi người bắt tay nhau. 
Chứng minh rằng số người bắt tay với một số lẻ người 
khác là số chẵn. 
Giải. Lập đồ thị vô hướng G như sau: 
 Mỗi đỉnh là đại diện cho một người 
 Hai đỉnh nối với nhau bằng một cạnh nếu hai 
người đó bắt tay nhau 
Một người bắt tay với một số lẻ người khác, có nghĩa 
đỉnh tương ứng có bậc là lẻ. Theo hệ quả trên ta có 
điều chứng minh. 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
33 
Ví dụ. Cho G là đồ thị vô hướng có 6 đỉnh với các 
bậc lần lượt là 1, 2, 2, 2, 3 và 4. Tính số cạnh của 
G. Hãy vẽ phác họa đồ thị G. (một trường hợp là đồ 
thị đơn và một trường hợp là đồ thị có cả khuyên và 
các cạnh song song). 
Bậc của đỉnh 
Ví dụ. Cho H là đồ thị vô hướng có 34 cạnh, 3 đỉnh 
bậc 6, một số đỉnh bậc 5 và các đỉnh còn lại có bậc 
8. Hãy xác định số đỉnh của H. 
Ví dụ. Vẽ đồ thị đơn vô hướng gồm 6 đỉnh với bậc 
2,2,3,3,3,5 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
34 
3. Biểu diễn đồ thị 
A 
B 
C 
D 
u1 
u2 
u3 
u4 
u5 
u6 
A 
B 
C 
D 
e1 
e2 
e3 
e4 
e5 
e6 
G H 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
35 
Định nghĩa. Cho G=(V,E) với V ={1,..,n} và E ={e1,em}. 
Ma trận liên kết của G là ma trận A=(aij) cấp nXm được 
định nghĩa như sau: 
 a) Nếu G vô hướng thì aij ∈{0,1} xác định bởi 
 b) Nếu G có hướng thì aij ∈{-1,0,1} xác định bởi 
= 

j
ij
j
1 neáu i keàvôùi e
a
0 neáu i khoâng keàvôùi e

= −


j
ij j
j
1 neáu e rôøi khoûi i
a 1 neáu e ñi vaøo i
0 neáu e khoâng keàvôùi i
Ma trận liên kết 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
36 
G 
 
 
 =
 
 
 
1 2 3 4 5 6
1 1 1 1 0 0
1 1 0 0 1 0
A
0 0 1 0 1 1
0 0 0 1 0 1
e e e e e e
1
2
3
4
1 
2 
3 
4 
e1 
e2 
e3 
e4 
e5 
e6 
Ma trận liên kết 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
37 
G 
1 
2 
3 
4 
u1 
u2 
u3 
u4 
u5 
u6 
Ma trận liên kết 
 − − −
 − =
 −
 
− 
1 2 3 4 5 6
1 1 1 1 0 0
1 1 0 0 1 0
A
0 0 1 0 1 1
0 0 0 1 0 1
u u u u u u
1
2
3
4
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
38 
Ví dụ. Cho G là đồ thị có ma trận liên kết 
Đáp án. 
Hãy vẽ đồ thị G 
Ma trận liên kết 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
39 
Định nghĩa. Cho G=(V,E) với V ={1,..,n}. Ma trận kề 
(adjacency matrix) của G là ma trận vuông A=(aij) cấp n 
xác định bởi 
 aij= số cạnh từ đỉnh i đến j 
c 
a 
b 
d 
0 1 0 0
1 0 0 2
1 1 1 1
0 0 0 0
 
 
 
 
 
 
b a c d 
a 
b 
c 
d 
Ma trận kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
40 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
0 2 1 0 0 0
2 0 1 0 1 1
1 1 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0
20 1 0 0 0
0 1 1 0 0 0
a b c d e f
a
b
c
d
e
f
Ma trận kề 
Lưu ý. Với đồ thị vô hướng, nếu đỉnh i có 1 khuyên thì 
aii được tính thêm 2. 
a b 
d c e 
f 
Ví dụ. Tìm ma trận kề của đồ thị sau ? 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
41 
Tính chất 
1. Ma trận kề của đồ thị vô hướng là đối xứng 
aij = aji. Ngược lại, ma trận (0,1) đối xứng bậc n sẽ 
tương ứng với đồ thị đơn vô hướng n đỉnh 
2. Nếu đồ thị vô hướng: 
Tổng dòng thứ i = Tổng cột thứ i = bậc của đỉnh i 
3. Nếu đồ thị có hướng: 
Tổng dòng i = nửa bậc ngoài của i 
Tổng cột i =nửa bậc trong của i 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
42 
Ví dụ. Lập ma trận kề của đồ thị sau: 
Ma trận kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
43 
Ví dụ. Cho đồ thị vô hướng G với ma trận kề sau: 
Hãy vẽ đồ thị G 
Đáp án 
Ma trận kề 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
44 
Xét hai đồ thị sau: chúng giống nhau hay khác nhau? 
1 
2 3 
4 
1 
2 
3 
4 
⇔
1 
2 3 
4 1 
2 3 
4 
⇔
(2’) (3’) 
(4’) (1’) 
4. Đẳng cấu đồ thị 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
45 
4. Đẳng cấu đồ thị 
Định nghĩa. Cho hai đồ thị đơn G = (V,E) và G’=(V’,E’). 
Ta nói rằng G đẳng cấu G’, ký hiệu G ≅ G’, nếu tồn tại 
song ánh f :V→ V’sao cho: 
 ij là cạnh của G ⇔ f(i)f(j) là cạnh của G’ 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
46 
Chú ý. Nếu G và G’ là các đồ thị đơn vô hướng đẳng 
cấu qua ánh xạ f thì chúng có: 
 Cùng số đỉnh 
 Cùng số cạnh 
 Cùng số đỉnh với bậc cho sẵn 
 deg i = deg f(i) 
 . 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
47 
Ví dụ. 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
48 
 a 
 b 
 c 
 d e 
 a 
 b 
 c 
 d 
 e 
 deg(e) = 1 
Không đẳng cấu 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
49 
a 
b 
c d 
e 
f 
1 
2 
3 
6 
5 4 
a 
b 
4 
d e 
1 
2 
3 c 
5 
Ví dụ. Các đồ thị sau có đẳng cấu không? Tại sao? 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
50 
Ví dụ. Hãy tìm các đồ thị đẳng cấu trong các đồ thị sau: 
(G1) (G2) (G3) (G4) (G5) (G6) (G7) 
1 6
3 5
4 7
G G
G G
G G
≅
≅
≅
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
51 
Ví dụ. Các đồ thị sau có đẳng cấu không? Tại sao? 
g – B – 2 
f – D – 4 
i – A – 1 
j – E – 5 
h – C - 3 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
52 
Ví dụ. Hai đồ thị sau có đẳng cấu không? Tại sao? 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
53 
5. Đường đi, chu trình 
Định nghĩa. Cho G = (V, E) là đồ thị vô hướng và 
hai đỉnh u và v. Khi đó 
a) Đường đi (dây chuyền) có chiều dài k nối hai 
đỉnh u,v là dãy đỉnh và cạnh liên tiếp nhau 
v0e1v1e2vk-1ekvk sao cho: 
 v0=u, vk = v và e i=vi-1vi , i=1,2,,k 
 Đường đi đơn nếu không có cạnh nào xuất hiện 
quá một lần và gọi là sơ cấp nếu không có đỉnh nào 
xuất hiện quá một lần 
b) Nếu u trùng với v thì đường đi sẽ được chu trình 
Khái niệm chu trình đơn, sơ cấp tương tự như khái 
niệm đường đi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
54 
Chu trình sơ 
cấp nào 
không? 
 a,e1,b,e2,c,e3,d,e4,b là đường đi từ đỉnh a tới đỉnh b 
có chiều dài là 4. Vì đồ thị đơn, nên ta có thể viết ngắn 
gọn là: (a,b,c,d,b) 
 Chu trình sơ cấp: (b,c,d,b) (b,f,e,b) 
 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
55 
Định nghĩa. Cho G = (V,E) là đồ thị vô hướng. Trên V 
ta định nghĩa quan hệ tương đương như sau: 
 u~v ⇔ u = v hay có một đường đi từ u đến v 
a) Nếu u~v thì ta nói hai đỉnh u và v liên thông với 
nhau 
b) Mỗi lớp tương đương được gọi là một thành phần 
liên thông của G 
c) Nếu G chỉ có một thành phần liên thông thì G gọi là 
liên thông 
Liên thông 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
56 
Ví dụ. Đồ thị nào sau đây liên thông? 
d 
a 
b 
c 
e 
G1 
d 
a b 
c 
e 
d 
a 
b 
c 
e d 
a b 
c 
e 
f 
G2 
G3 G4 
Liên thông 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
57 
Ví dụ. Cho đồ thị đơn vô hướng G có 7 đỉnh trong đó 
có một đỉnh bậc 6. Hỏi G có liên thông không? 
Liên thông 
Giải. Đỉnh bậc 6 nối với 6 đỉnh còn lại. Do đó hai đỉnh 
bất kỳ đều có một đường đi qua đỉnh bậc 6. Suy ra G 
liên thông 
Ví dụ. Cho đồ thị vô hướng G liên thông mà mỗi đỉnh 
đều có bậc bằng 10. Chứng minh rằng nếu xoá đi một 
cạnh bất kỳ thì đồ thị thu được vẫn còn liên thông 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
58 
Giải. Giả sử ta xóa cạnh uv. Ta chỉ cần chứng minh 
vẫn có đường đi từ u đến v. 
Ta dùng phản chứng. Giả sử không có đường đi từ u 
đến v. Khi đó ta có thành phần liên thông G’ chứa u 
mà không chứa v. 
Trong G’, u có bậc 9, mọi đỉnh khác đều có bậc 10. 
Tổng các bậc trong G’ là số lẻ. Vô lý. 
Liên thông 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
59 
Ví dụ. Xét đồ thị đơn vô hướng G với 6 đỉnh, trong đó 
có một đỉnh bậc 1 và 5 đỉnh bậc 3. Chứng minh rằng 
G liên thông. 
Liên thông 
Giải. Giả sử G không liên thông. Gọi G1, G2, ,Gk là 
các thành phần liên thông của G (k≥ 2). 
Vì G không có đỉnh cô lập nên mỗi thành phần liên 
thông đều phải có ít nhất hai đỉnh. Như vậy mỗi thành 
phần liên thông đều phải có ít nhất một đỉnh bậc 3. 
Suy ra mỗi thành phần liên thông phải có ít nhất 4 đỉnh. 
Vậy G phải có ít nhất 4k ≥ 8 đỉnh. Trái giả thiết 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
60 
Định nghĩa. Cho G = (V,E) là đồ thị vô hướng liên 
thông 
a) Đỉnh v được gọi là đỉnh khớp nếu G – v không 
liên thông (G – v là đồ thị con của G có được 
bằng cách xoá v và các cạnh kề với v) 
b) Cạnh e được gọi là cầu nếu G – e không liên 
thông (G – e là đồ thị con của G có được bằng 
cách xoá cạnh e). 
Liên thông 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
61 
Ví dụ. Tìm đỉnh khớp và cầu của đồ thị sau 
Đáp án: Đỉnh khớp: w,s,v 
 Cầu : ws, xv 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
62 
Định nghĩa. Cho G = (V,E) vô hướng liên thông, 
không phải Kn, n>2. 
 a) Số liên thông cạnh của G, ký hiệu e(G) là số 
cạnh ít nhất mà khi xoá đi G không còn liên thông 
nữa. 
 b) Số liên thông đỉnh của G, ký hiệu v(G) là số 
đỉnh ít nhất mà khi xoá đi G không còn liên thông 
nữa. 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
63 
Ví dụ. Tìm số liên thông cạnh và liên thông đỉnh của 
các đồ thị sau 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
64 
Liên thông mạnh 
Định nghĩa. Cho G =(V,E) là đồ thị có hướng và hai 
đỉnh u và v. Khi đó 
a) Đường đi có chiều dài k nối hai đỉnh u,v là dãy đỉnh 
và cạnh liên tiếp nhau 
 v0e1v1e2.vk-1ekvk 
sao cho: 
 v0 = u, vk = v 
 ei = vi-1vi , i = 1,2,,,k. 
b) Đường đi không có cạnh nào xuất hiện quá một lần 
gọi là đường đi đơn. 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
65 
c) Đường đi không có đỉnh nào xuất hiện quá một 
lần gọi là đường đi sơ cấp. 
d) Đường đi được gọi là mạch (chu trình) nếu nó 
bắt đầu và kết thúc tại cùng một đỉnh. 
Ví dụ. 
Đường đi có độ dài 4 từ đỉnh 1 tới đỉnh 2 là : (1,2,3,4,2) 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
66 
Định nghĩa. Cho đồ thị có hướng G = (V,E). Trên tập 
đỉnh V ta định nghĩa quan hệ tương đương như sau: 
 u~v ⇔ u = v hay có một đường đi từ u đến v và 
đường đi từ v đến u. 
a) Nếu u~v thì ta nói hai đỉnh u và v liên thông 
mạnh với nhau. 
b) Mỗi lớp tương đương được gọi là một thành 
phần liên thông mạnh của G. 
c) Nếu G chỉ có một thành phần liên thông mạnh thì 
G gọi là liên thông mạnh. 
Liên thông mạnh 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
67 
Ví dụ. Đồ thị sau có liên thông không? Nếu không 
hãy xác định các thành phần liên thông. 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_toan_hoc_to_hop_va_cau_truc_roi_rac_chuong_4_dai_c.pdf