Графы 7 класс
Пришли полное условие задачи или фото: по одному слову «графы» нельзя понять, что нужно найти — вершины, рёбра, степени вершин или маршрут.
Обсуждение
2 сообщенияКонспект графы 7 клас
Конспект: «Графы», 7 класс
1. Что такое граф
Граф — это модель, состоящая из:
- вершин — точек графа;
- рёбер — линий, соединяющих вершины.
Например, города можно представить вершинами, а дороги между ними — рёбрами.
Обозначают граф так:
\[ G=(V,E), \]
где \(V\) — множество вершин, \(E\) — множество рёбер.
2. Основные понятия
Вершина
Точка графа. Вершины обычно обозначают буквами или числами:
\[ A,\ B,\ C,\ 1,\ 2,\ 3. \]
Ребро
Соединяет две вершины. Ребро между \(A\) и \(B\) записывают:
\[ AB. \]
Степень вершины
Степень вершины — количество рёбер, выходящих из неё.
Например, если вершина соединена с тремя другими вершинами, её степень равна \(3\).
Обозначение:
\[ \deg(A)=3. \]
3. Виды графов
Неориентированный граф
Рёбра не имеют направления. По ребру можно двигаться в обе стороны.
\[ A-B \]
Ориентированный граф
Рёбра имеют направление. Их называют дугами.
\[ A\rightarrow B \]
Из \(A\) можно попасть в \(B\), но не обязательно наоборот.
Взвешенный граф
У каждого ребра указано число — его вес. Например, расстояние или стоимость дороги.
4. Путь и цикл
Путь
Путь — последовательность вершин, соединённых рёбрами.
Например:
\[ A-B-C-D. \]
Длина пути — количество рёбер в нём. Путь \(A-B-C-D\) имеет длину \(3\).
Цикл
Цикл — путь, который начинается и заканчивается в одной вершине:
\[ A-B-C-A. \]
5. Связный граф
Граф называется связным, если из любой его вершины можно попасть в любую другую, двигаясь по рёбрам.
Если некоторые вершины изолированы или отделены от остальных, граф несвязный.
6. Дерево
Дерево — это связный граф, в котором нет циклов.
Свойства дерева:
- между любыми двумя вершинами существует ровно один путь;
- если в дереве \(n\) вершин, то рёбер:
\[ n-1. \]
Например, в дереве с 6 вершинами будет:
\[ 6-1=5 \]
рёбер.
7. Способы задания графа
Рисунок
Вершины изображают точками, рёбра — линиями.
Список рёбер
Перечисляют пары соединённых вершин:
\[ AB,\ AC,\ BC,\ CD. \]
Таблица смежности
В таблице указывают, какие вершины соединены.
Для графа с рёбрами \(AB\), \(AC\), \(BC\), \(CD\):
| A | B | C | D | |
|---|---|---|---|---|
| A | 0 | 1 | 1 | 0 |
| B | 1 | 0 | 1 | 0 |
| C | 1 | 1 | 0 | 1 |
| D | 0 | 0 | 1 | 0 |
Число \(1\) означает наличие ребра, а \(0\) — его отсутствие.
8. Важное свойство степеней вершин
Сумма степеней всех вершин равна удвоенному числу рёбер:
\[ \deg(v_1)+\deg(v_2)+\ldots+\deg(v_n)=2E, \]
где \(E\) — количество рёбер.
Например, если в графе 5 рёбер, сумма степеней всех вершин равна:
\[ 2\cdot5=10. \]
9. Пример
Пусть граф имеет рёбра:
\[ AB,\ AC,\ BC,\ CD. \]
Тогда:
- \(\deg(A)=2\);
- \(\deg(B)=2\);
- \(\deg(C)=3\);
- \(\deg(D)=1\);
- путь \(A-B-C-D\) имеет длину \(3\);
- \(A-B-C-A\) — цикл;
- граф связный;
- всего 4 вершины и 4 ребра.
Проверка:
\[ 2+2+3+1=8=2\cdot4. \]
Главное запомнить
Граф = вершины + рёбра.
Степень вершины = число рёбер, связанных с ней.
Путь — движение по рёбрам, цикл — замкнутый путь.
Дерево — связный граф без циклов.
