- •Исследованиеопераций
- •1 Литература 3
- •2 Основныепонятияисследованияопераций(исо).Классификациязадач 4
- •3 Основылинейногопрограммирования 8
- •4 Основытеорииграфов 23
- •1 Литература
- •2Основныепонятияисследованияопераций(исо).
- •2.1КлассификациязадачИсо
- •2.2Многокритериальныезадачи
- •3Основылинейногопрограммирования
- •3.1ГрафическийметодрешениязадачЛп
- •3.2 ВозможныевариантырешениязадачЛп
- •3.3 ЭквивалентныепостановкизадачЛп
- •3.4Симплекс-метод
- •3.5ТранспортнаязадачаЛп
- •3.6Задачаоназначениях
- •4Основытеорииграфов
- •4.1Основныепонятия
- •4.2 Алгоритмпостроенияэйлеровацикладлянеориентированно-гографа
- •4.3Заданиеграфов
- •4.4Топологическаясортировка
- •4.5Остовноедерево(остов)минимальноговеса
- •4.6Кратчайшиепути
- •Ij (j, еслиw0
- •Ij 0,еслиw0
- •5Сетевоепланированиеиуправлениепроектами
- •6Задачакоммивояжераиметодветвейиграниц
- •7Имитационноемоделированиенапримереметода
- •8Основытеориисложностивычислений
- •9Динамическоепрограммирование
4Основытеорииграфов
Граф–этоматематическоепонятие,котороеслужитдлямоделированиясвязеймеждуобъектами.Различаюториентированныеинеориентированныеграфы.Точныеопределе-нияданыниже.
4.1Основныепонятия
(Неориентированным)графомназываетсяпараконечныхмножеств(V,E),гдеV–произ-вольноемножествообъектов,называемыхвершинами,иE⊆{{i,j}|i,j∈V}–множествонеупорядоченныхпарвершин,где{i,j}∈Eназываетсяребром.
Ориентированнымграфом(орграфом)называетсяпараконечныхмножеств(V,A),гдеV
–множествовершин,иA⊆{(i,j)|i,j∈V}–множествоупорядоченныхпарвершин,где(i,j)∈Aназываетсядугой.
Мультиграфом(ориентированныммультиграфом)называетсяграфскратнымиребрами
(кратнымидугами).
Примеры:рисункиграфовс3вершинами.
Определения.Вершинаiявляетсяначальной,авершинаj–конечнойвершинойдуги(i,j).Приэтомiиj–смежныевершины,адуга(i,j)инцидентнавершинамiиj.Та-каяжетерминологияиспользуетсядлянеориентированныхграфов–смежныевершиныиинцидентныеребра.Дуга(i,j)выходитизiивходитвj.Если(i,j)–дуга,тоiназы-ваетсянепосредственнымпредшественникомj,аj–непосредственнымпоследователемi.Количестводуг,входящихввершинуiназываетсястепеньюзаходаэтойвершины,аколичестводуг,выходящихизвершиныiназываетсястепеньюисходаэтойвершины.В
неориентированномграфевершиныiиjназываютсяконцамиребра{i,j}.Количество
ребер,инцидентныхвершинеi,называетсястепеньювершиныi.
МаршрутомвнеориентированномграфеG=(V,E)называетсятакаяпоследователь-ностьвершинW=(v0,v1,...,vk),k≥0,что{vi−1,vi}∈E,i=1,...,k.Графназывается
связным,еслисуществуетмаршрут,связывающийлюбыеегодвевершины.Говорят,чтомаршрутWсвязываетвершиныv0иvk,авершиныv1,...,vk−1являютсявнутренними
вершинамиэтогомаршрута.Количествовершинмаршрутаназываетсяегодлиной.Марш-
рутWназываетсязамкнутым,еслиk>0иvk=v0.Маршрутназываетсяцепью,есливнемнетповторяющихсявершин.Замкнутыймаршрут,вкоторомникакиевершины,кромепервойипоследней,неповторяются,называетсяциклом.
Аналогамиприведенныхвышеопределенийдляорграфовявляютсяследующие.
Граф |
Маршрут |
Цепь |
Цикл |
Орграф |
Путь |
Простойпуть |
Цикл |
Цикл,которыйвключаетвсевершиныграфа,называетсягамильтоновым.Граф,которыйсодержитгамильтоновцикл,называетсягамильтоновым.
Замкнутыймаршрут,которыйвключаеткаждоеребрографаровноодинраз,называетсяэйлеровыммаршрутом,аграф,которыйсодержиттакоймаршрут,называетсяэйлеровымграфом.Задачу,являетсялиграфэйлеровым,впервыепоставилирешилЭйлер.В1736г.онписал:”ВгородеКенигсбергеестьдваострова,которыесоединяютсямеждусобойи
сберегамирекисемьюмостами(см.Pис.3).
❦b
✟✟✟
✟✟✟
❦a ❦c
❍❍❍
d
❍❍❍❦
Рис.3:Граф"Кенигсбергскиемосты".aиc-острова,bиd-берега.
Можнолиспланироватьпрогулкутак,чтобы,начинаясодногоиз4участковсушиa,b,c,d,
пройтипокаждомуизэтихмостоводинразивернутьсявначальныйпункт?
Теорема3(Эйлер,1736г)Связныймультиграфявляетсяэйлеровымтогдаитолькотогда,когдавсееговершиныимеютчетнуюстепень.
4.2 Алгоритмпостроенияэйлеровацикладлянеориентированно-гографа
Шаг0.Проверяем,являетсялиграфG=(V,E)связнымичетнылистепениеговершин.Еслиэтонетак,эйлеровацикланесуществует.
Шаг1.Выбираемпроизвольнуювершинуv1иполагаемчастичныйэйлеровциклC∗=
{v1}.ВграфеGбудемдвигатьсяотнекоторойвершинычастичногоциклаипомечать
пройденныеребра.Помеченноеребробудемвключатьвэйлеровцикл.Полагаемi=1.
Шаг2.Двигаемсяотвершиныviпонепомеченнымребрамипомечаемихдотехпор,поканевернемсявvi.ПустьприэтомпостроенциклC.
ЦиклCвключаемвC∗так,чтовначалеидутребраC∗довершиныvi,затемребрацикла
CизатемоставшиесяребраC∗.
Есливсеребраисходногографапомечены,тоэйлеровциклпостроен.Еслиестьнепоме-ченныеребра,тосуществуетвершинаvj∈C∗,котораяявляетсяконцомнепомеченногоребра.Пустьvj–последняяизтакихвершин,входящаявC∗.
Шаг3.УдаляемизграфаребрациклаC.Полагаемi=jипереходимкШагу2,т.е.строимновыйциклнанепомеченныхребрах,начинаясвершиныvj.
Примеры.Дватреугольника,имеющиеобщуювершину.Двачетырехугольника,имею-щиеобщуюсторону,вершиныкоторойдополнительносоединеныцепью.
