Pro každý prostý neorientovaný graf G s
Pro každý prostý neorientovaný graf G s Pro každý prostý neorientovaný graf G s
7. Je dán prostý graf G s množinou vrcholů V (G) = {a1, a2, . . . , a6, b1, b2, . . . , b6, c1, c2, c3.d} a množinou hran E(G) = H1 ∪ H2 ∪ H3 ∪ H4, kde • H1 = {{ai, ai+1}, {bi, bi+1} | i = 1, . . . , 5}; • H2 = {{a6, a1}, {b6, b1}}; • H3 = {{ai, bi} | i = 1, . . . , 6}; • H4 = {{b1, c1}, {b1, c3}, {b3, c1}, {b3, c2}, {b5, c2}, {b5, c3}, {c1, d}, {c2, d}, {c3, d}}. Rozhodněte, zda G je hamiltonovský graf; tj. zda v něm existuje hamiltonovská kružnice. 8. Je dán prostý neorientovaný graf G = (V, E) s množinou vrcholů V = {v1, . . . , vn}. Množina hran je E = {{xi, xj} | (i = 1, . . . , k a j = n−k+1, . . . , n) nebo (i¬j, i, j ∈ {k+1, k+2, . . . , n}}. Jinými slovy, pro nějaké k < n 2 je graf G tvořen hranami úplného bipartitního grafu se stranami {v1, . . . , vk} a {vn−k+1, . . . , vn} a hranami úplného neorientovaného grafu na množině {vk+1, . . . , vn}. Ukažte, že v grafu G neexistuje hamiltonovská kružnice. 9. Je dán prostý neorientovaný graf bez smyček s aspoň třemi vrcholy platí a posloupností stupňů d1 ≤ d2 ≤ . . . ≤ dn. Dokažte, že splňuje-li graf jednu z následujících podmínek, je hamiltonovský (tj. obsahuje hamiltonovskou kružnici). (a) Pro každé 1 ≤ k ≤ n platí dk ≥ n 2 . (b) Jestliže {u, v} není hrana, pak d(u) + d(v) ≥ n. (c) Pro každé 1 ≤ k < n 2 platí dk > k. (d) Jestliže existují j, k takové, že j < k, dj ≤ j, dk ≤ k−1, pak dj +dk ≥ n. 10. Dokažte, že pro každý přípustný tok f a každou množinu A ⊆ V , která obsahuje zdroj z a neobsahuje spotřebič s, platí: vel(f) = f(e) − f(e). e∈W + (A) e∈W − (A) 11. Dokažte nebo vyvraťte: V každém bipartitním grafu existuje párování, které nasycuje všechny vrcholy nejvyššího stupně. 12. Dokažte následující tvrzení: Je-li G 3-regulární graf (tj. graf, ve kterém má každý vrchol stupeň 3), který neobsahuje most, pak v něm existuje perfektní párování. Návod: Použijte Tutteho větu. 2
13. Nalezněte obdobu Eulerovy formule pro nesouvislé rovinné grafy. Eulerova formule: Každý souvislý rovinný graf o n ≥ 3 vrcholech, m hranách a s stěnách splňuje n + s = m + 2. 14. Dokažte: Každý řez 〈V1, V2〉 je sjednocením disjunktních minřezů. 15. Ukažte nebo vyvraťte: Množina hran C neorientovaného grafu G je kružnice právě tehdy, když je to minimální množina hran, která obsahuje pro každou kostru K aspoň jednu hranu neležící v K. 3
- Page 1: Domácí úlohy pro doktorandskou p
7. Je dán <strong>prostý</strong> <strong>graf</strong> G s množinou vrcholů V (G) = {a1, a2, . . . , a6, b1, b2, . . . , b6, c1, c2, c3.d}<br />
a množinou hran E(G) = H1 ∪ H2 ∪ H3 ∪ H4, kde<br />
• H1 = {{ai, ai+1}, {bi, bi+1} | i = 1, . . . , 5};<br />
• H2 = {{a6, a1}, {b6, b1}};<br />
• H3 = {{ai, bi} | i = 1, . . . , 6};<br />
• H4 = {{b1, c1}, {b1, c3}, {b3, c1}, {b3, c2}, {b5, c2}, {b5, c3}, {c1, d}, {c2, d}, {c3, d}}.<br />
Rozhodněte, zda G je hamiltonovský <strong>graf</strong>; tj. zda v něm existuje hamiltonovská<br />
kružnice.<br />
8. Je dán <strong>prostý</strong> <strong>neorientovaný</strong> <strong>graf</strong> G = (V, E) s množinou vrcholů V =<br />
{v1, . . . , vn}. Množina hran je<br />
E = {{xi, xj} | (i = 1, . . . , k a j = n−k+1, . . . , n) nebo (i¬j, i, j ∈ {k+1, k+2, . . . , n}}.<br />
Jinými slovy, pro nějaké k < n<br />
2 je <strong>graf</strong> G tvořen hranami úplného bipartitního<br />
<strong>graf</strong>u se stranami {v1, . . . , vk} a {vn−k+1, . . . , vn} a hranami úplného<br />
neorientovaného <strong>graf</strong>u na množině {vk+1, . . . , vn}. Ukažte, že v <strong>graf</strong>u G<br />
neexistuje hamiltonovská kružnice.<br />
9. Je dán <strong>prostý</strong> <strong>neorientovaný</strong> <strong>graf</strong> bez smyček s aspoň třemi vrcholy platí<br />
a posloupností stupňů<br />
d1 ≤ d2 ≤ . . . ≤ dn.<br />
Dokažte, že splňuje-li <strong>graf</strong> jednu z následujících podmínek, je hamiltonovský<br />
(tj. obsahuje hamiltonovskou kružnici).<br />
(a) <strong>Pro</strong> každé 1 ≤ k ≤ n platí dk ≥ n<br />
2 .<br />
(b) Jestliže {u, v} není hrana, pak d(u) + d(v) ≥ n.<br />
(c) <strong>Pro</strong> každé 1 ≤ k < n<br />
2 platí dk > k.<br />
(d) Jestliže existují j, k takové, že j < k, dj ≤ j, dk ≤ k−1, pak dj +dk ≥<br />
n.<br />
10. Dokažte, že pro <strong>každý</strong> přípustný tok f a každou množinu A ⊆ V , která<br />
obsahuje zdroj z a neobsahuje spotřebič s, platí:<br />
vel(f) = <br />
f(e) − <br />
f(e).<br />
e∈W + (A)<br />
e∈W − (A)<br />
11. Dokažte nebo vyvraťte: V každém bipartitním <strong>graf</strong>u existuje párování,<br />
které nasycuje všechny vrcholy nejvyššího stupně.<br />
12. Dokažte následující tvrzení: Je-li G 3-regulární <strong>graf</strong> (tj. <strong>graf</strong>, ve kterém<br />
má <strong>každý</strong> vrchol stupeň 3), který neobsahuje most, pak v něm existuje<br />
perfektní párování.<br />
Návod: Použijte Tutteho větu.<br />
2