Основные теоремы, леммы и критерии теории графов.
Теоремы, отражающие свойства графов, рассмотрим в следующей последовательности:
Леммы и теоремы о вершинах и ребрах графа.
18. Лемма о рукопожатиях.
В связном графе s = ‹V, U › сумма степеней всех его вершин – четное число, равное удвоенному числу ребер графа:
|V|
å degVi = 2|U|
i=1
Частные случаи:
§ для однородного связного графа степени 2 : |V| = |U| имеем колесо
- для полного графа: |V| |V-1| = 2U
__
20. В связном орграфе s = ‹V,U › сумма полустепеней всех его вершин равно числу дуг графа:
|V| |V| ___
å deg+Vi = å deg-Vi = |U|
i=1 i=1
Следствия леммы о рукопожатиях:
21. Число вершин нечетной степени любого связного графа – четно
22. Число вершин однородного кубического графа всегда четно
3|V| = 2|U|
23. Во всяком графе с вершинами |V|³ 2 найдутся по меньшей мере 2 вершины с одинаковыми степенями.
24. Если в графе с вершинами |V|› 2 в точности две вершины имеют одинаковую степень, то в этом графе всегда найдется либо в точности одна вершина степени "0", либо в точности одна вершина степени |V-1|
Теоремы и критерии об обходе графа s
§ Если граф связный, а Vi и Vj есть его единственные вершины нечетной степени, то этот граф обладает эйлеровым маршрутом с концами Vi и Vj
§ Если граф s обладает эйлеровым маршрутом( путем) с концами Vi и Vj (Vi¹ Vj), то граф s связный, а вершины Vi и Vj являются его единственными вершинами нечетной степени. Если граф связный и содержит ровно k вершин нечетной степени, то минимальное число покрывающих граф s ребер – непересекаюшихся цепей не обязательно простых равно k/2.
§ Если граф s связный и все его вершины четной степени, то он обладает эйлеровым циклом.
§ Если граф s обладает эйлеровым циклом(контуром), то он – связный и все его верщины четной степени.
§ Если граф связный, то можно построить цикличный маршрут, содержащий все ребра графа в точности два раза, по одному в каждом направлении.
Примечание. Приведенные теоремы о существовании в графе эйлеровых маршрутов и циклов являются необходимыми и достаточными признаками, т.е.
А ~ В = (А® В) ~ (В® А).