- •Глава 16. Специальные циклы и метрика графов 345
- •Глава 17. Графовые инварианты 404
- •Введение
- •Цели и задачи преподавания дисциплины «дискретная математика»
- •Модуль 1. Основы Теории множеств (2 кредита)
- •Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 1. Исчисление множеств
- •1.1. Понятие множества
- •1.2. Способы задания множеств
- •1.3. Подмножество
- •2. Пустое множество не имеет собственных и истинных подмножеств.
- •3. Одноэлементное множество имеет два подмножества - сaмo себя и , т.Е. Не имеет собственных подмножеств.
- •Множество – это многое, мыслимое как единое.
- •Глава 2. Операции над множествами
- •2.1. Объединение множеств
- •2.2. Пересечение множеств
- •2.3. Разность множеств
- •2.4. Дополнение множества
- •2.5. Тождества алгебры множеств
- •2.6. Доказательства тождеств с множествами
- •Глава 3. Упорядоченные множества
- •3.1. Кортеж (Упорядоченное множество)
- •3.2. Декартово произведение
- •3.3. Операция проектирования множеств
- •3.4. График
- •Декартово произведение множеств позволяет перейти к графическому представлению упорядоченных множеств.
- •Глава 4. Отношения
- •4.1. Основные понятия отношений
- •4.2. Основные свойства отношений
- •4.3. Операции над отношениями
- •4.4. Основные свойства специальных отношений
- •4.5. Разбиение множеств
- •4.6. Отношение порядка
- •Использование отношений позволяет строить модели взаимосвязей между любыми обьектами в природе.
- •5. Соответствия
- •5.1. Определение соответствия
- •5.2. Операции над соответствиями
- •5.3. Понятия образа и прообраза при соответствии
- •5.4. Доказательства тождеств с соответствиями
- •5.5. Основные свойства соответствий
- •5.6. Функция
- •Глава 6. Упорядоченные бесконечные множества
- •6.1. Основные сведения об упорядоченных бесконечных множествах
- •6.2. Проблема континуума
- •Глава 7. Основные понятия теории мультимножеств
- •7.1. Понятие мультимножества
- •7.2. Операции над мультимножествами
- •Возможность многократного вхождения элементов в мультимножество создает новое качество и позволяет расширить класс описываемых, анализируемых и синтезируемых математических объектов.
- •8. Нечеткие множества
- •8.1. Нечеткие высказывания
- •8.2. Операции над нечеткими множествами
- •8.3. Нечеткие отношения и соответствия
- •Тестовые задания к модулю 1
- •24. Множество называется графиком, если каждый его элемент ...
- •25. Соответствие может быть задано … способом.
- •Критерии оценки
- •Нечеткие и приближенные высказывания, множества, соответствия и отношения позволяют формально задавать расплывчатую информацию в виде, удобном для обработки на эвм.
- •Глоссарий к модулю 1
- •Глава 1.
- •Глава 2.
- •Глава 3.
- •Глава 4.
- •Глава 5.
- •Глава 6.
- •Глава 7.
- •Глава 8.
- •Галилей Модуль 2. Основы теории алгоритмов (1,5 кредита) Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 9. Введение в теорию алгоритмов
- •9.1. Понятие алгоритма
- •9.2. Основные свойства алгоритмов
- •9.3. Классификация алгоритмов
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •10.1. Преобразование слов в произвольных абстрактных алфавитах
- •10.2. Числовые функции
- •10.3. Построение алгоритмов по принципу «разделяй и властвуй»
- •10.4. Представление алгоритма в виде детерминированного устройства
- •10.5. Универсальные схемы алгоритмов
- •10.5. “Жадные” алгоритмы
- •10.6. Нечеткие (расплывчатые) алгоритмы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •11.1. Анализ алгоритмов
- •11.2. Сложность алгоритмов
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания к модулю 2
- •Критерии оценки
- •Модуль 3. Алгебра логики (1,5 кредита) Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 12. Элементы алгебры логики
- •12.1. Логические функции
- •12.2. Основные логические тождества и законы
- •12.3. Булевы функции одной и двух переменных
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •13.1. Дизъюнктивная и конъюнктивная нормальные формы
- •13.2. Способы перехода от нормальных к совершенным нормальным формам
- •2. Графический способ.
- •13.4. Функциональная полнота бф
- •13.3. Алгебра Жегалкина
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •14.1. Реализация булевых функций
- •14.2. Минимизация булевых функций
- •14.3. Карты Карно
- •14.4. Метод Квайна - Мак-Класски
- •14.5. Переход от бф к простейшим комбинационным схемам
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •Критерии оценки
- •Глоссарий к модулю 3
- •Модуль 4. Основы Теории графОв (2 кредита) Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 15. Введение в теорию графов
- •15.1. Способы задания графов и виды графов
- •15.1.1. Способы задания графов
- •15.1.2. Виды графов
- •15.1.3. Нечеткие неориентированные графы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •15.2. Маршруты, цепи, циклы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •При моделировании систем модели и алгоритмы нахождения маршрутов, цепей, циклов, разрезов, связности графов позволяют строить эффективные алгоритмы преобразования графов.
- •15.3. Нахождение кратчайших маршрутов (цепей)
- •15.3.1. Алгоритм Форда
- •15.3.2. Алгоритм Дейкстры
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Алгоритмы Форда и Дейкстры являются эффективным способом определения кратчайшей по стоимости цепи между двумя вершинами графа.
- •Глава 16. Специальные циклы и метрика графов
- •16.1. Эйлеровы и гамильтоновы цепи и циклы
- •16.1.1. Связь между эйлеровыми и гамильтоновыми графами
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.2. Алгоритмы построения гамильтонова цикла
- •16.2.1. Алгоритм Робертса ─ Флореса
- •16.2.2. Алгебраический метод
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.3. Задача о коммивояжере и алгоритмы ее решения
- •16.3.1. Алгоритм Хелда и Карпа
- •16.3.2. Геометрический метод решения
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.4. Расстояния на графах
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.5. Деревья
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 17. Графовые инварианты
- •17.1. Цикломатическое и хроматическое числа графа
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •17.2. Числа внутренней и внешней устойчивости графа
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Числа внутренней и внешней устойчивости относятся к инвариантам графа. Они позволяют определить специальные группы вершин в графах.
- •17.3. Планарность графов
- •17.3.1. Плоские и планарные графы
- •17.3.2. Эвристики для определения планарности
- •17.3.3. Минимизация пересечений ребер графов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •17.4. Ориентированные графы
- •17.4.1. Способы задания
- •17.4.2. Решение стандартных графовых задач с использованием орграфов
- •17.4.3. Выделение сильносвязных компонент
- •17.4.4. Нечеткие ориентированные графы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •175 Гиперграфы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания к модулю 4
- •Критерии оценки
- •Глоссарий к модулю 4 Глоссарий к главе 1
- •Глоссарий к главе 2
- •Глоссарий к главе 3
- •Библиографический комментарий
- •Литература
- •Заключение
- •Приложение 1
- •Учебное издание Гладков Леонид Анатольевич, Курейчик Владимир Викторович, Курейчик Виктор Михайлович
Примеры решения задач
Пример 1. Привести примеры графов:
а) содержащих одновременно ЭЦ и ГЦ,
б) содержащих ГЦ и не содержащих ЭЦ,
в) содержащих ЭЦ и не содержащих ГЦ,
г) не содержащих ни ЭЦ и ГЦ.
На рис. 16.17 приведены примеры графов, соответствующих заданным в данном примере условиям. Для эйлеровых графов на рисунке стрелками показан порядок обхода ребер графа.
а б
в г
Рис. 16.17. Примеры эйлеровых и гамильтоновых графов
Пример 2. Для графа G = (X, U), заданного на рис. 16.17,в, построить ЭЦ, используя алгоритм Флери.
Решение: Из рисунка 16.17,в видно, что граф G ─ связный, поэтому переходим к алгоритму построения ЭЦ в графе.
1.1. Производим подсчет локальных степеней графа G. Все вершины имеют четные степени. Переходим к п. 1.2.
1.2. Выбираем вершину x1.
1.3. Выбираем ребро u(x1 – x4). Здесь и далее в алгоритме примем следующее обозначение: u(x1 – x4) = u14. Заносим его в список L и вычеркиваем из матрицы смежности R.
1.4. |L| m, где m ─ число ребер в графе G, переходим к п. 1.5.
1.5. Переходим к вершине x4.
2.3. Выбираем ребро u45.Заносим его в список L и вычеркиваем из матрицы смежности.
2.4. |L| m, переходим к п. 2.5.
2.5. Переходим к вершине x5.
3.3. Выбираем ребро u56 и заносим его в список L.
3.4. |L| m, переходим к п. 3.5.
3.5. Переходим к вершине x6.
4.3. Выбираем ребро u67 (ребро u61 не выбираем, поскольку в данный момент имеется возможность выбрать другое ребро).
4.4. |L| m, переходим к п. 4.5.
4.5. Переходим к вершине x7.
5.3. Выбираем ребро u73. Заносим его в список L.
5.4. |L| m, переходим к п. 5.5.
5.5. Выбираем вершину x3.
6.3. Выбираем ребро u34, и заносим его в список L.
6.4. |L| m, переходим к п. 6.5.
6.5. Выбираем вершину x4.
7.3. Выбираем ребро u46, заносим его в список L.
7.4. |L| m, переходим к п. 7.5.
7.5. Выбираем вершину x6.
8.3. Поскольку иных вариантов нет, выбираем ребро u61.
8.4. |L| m, переходим к п. 8.5.
8.5. Выбираем вершину x1.
9.3. Выбираем ребро u12, заносим его в список L.
9.4. |L| m, переходим к п. 9.5.
9.5. Выбираем вершину x2.
10.3. Выбираем ребро u25, заносим его в список L.
10.4. |L| m, переходим к п. 10.5.
10.5. Выбираем вершину x5.
11.3. Выбираем ребро u58, заносим его в список L.
11.4. |L| m, переходим к п. 11.5.
11.5. Выбираем вершину x8.
12.3. Выбираем ребро u81, заносим его в список L.
12.4. |L| = m, переходим к п. 12.6.
12.6. Построен ЭЦ (u14 – u45 – u56 – u67 – u73 – u34 - u46 – u61 – u12 – u25 – u58 – u81).
Поставленная задача выполнена. Работа алгоритма закончена.
Пример 3. Привести пример гамильтонова графа и показать на нем порядок обхода вершин.
Решение: На рис. 16.18 показан граф G, в котором имеется гамильтонов цикл. Ребра, входящие в гамильтонов цикл, выделены жирной линией. Последовательность обхода вершин графа в гамильтоновом цикле может быть следующей: ГЦ = (x1 ─ x2 ─ x15 ─ x13 ─ x18 ─ x16 ─ x14 ─ x6 ─ x7 ─ x17 ─ x20 ─ x19 ─ x11 ─ x12 ─ x3 ─ x4 ─ x10 ─ x9 ─ x8 ─ x5 ─ x1).
Рис. 16.18. Пример гамильтонова цикла в графе
