Lektsii_DM_Teoria_Grafov_2y_semestr
.pdf
Дискретная математика: теория графов
i j x j i x
3 4 |
x |
x |
x |
x |
x |
x |
|
x |
x |
x |
|
2 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
1 |
2 |
3 |
|
||
|
x1 |
x3 |
x2 x3 |
x1 |
x2 |
x3 |
x2 |
x1 |
|
|||
|
1 |
? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x1 |
x2 |
x3 x1 |
x2 |
x3 |
|
x1 |
x2 |
x3 |
|||
|
|
x1 |
|
x3 |
|
|
x2 |
|
|||
|
|
||||||||||
x3 |
x2 x2 |
x1 |
|
x1 |
x3 |
||||||
1 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример
x1x7 x6 x4 x2 x3 x5 x1x7 x7 x3 x6 x1 x5 x7 x1x4 x7 x3 x2 x1x4 x6 x4 x2 x6 x1
x1x4 x6 x5 x2 x7 |
x3 |
x x |
x x x x x |
|
1 2 |
3 4 5 6 7 |
|
||
|
|
x4 x7 x3 x6 x2 x5 x1 |
||
Пример
x4 x2 x6 x1 x7 x3 x2 x1x4 x6 x5 x7 x1x4 x2 x3 x5 x1x7 x1x7 x6 x4 x7 x3 x6 x1
x1x4 x7 x5 x2 x3 x6 |
x x |
x x x x x |
|
1 2 |
3 4 5 6 7 |
|
|
|
x4 x1x6 x7 x2 x3 x5 |
||
Группа автоморфизмов графа
Пусть G
V ,U
- некоторый граф. Автоморфизм графа G - это изоморфизм на себя (с, сохраняющая отношение смежности между вершинами графа).
Пример
Document from www.cyberfac.ru |
- 51 - |
Дискретная математика: теория графов
G : |
|
|
v1 |
v2 |
|
v4 |
v3 |
|
v1v2 v3v4 |
||
v1v3 |
v2 |
v4- не является автоморфизмом. |
|
|
- автоморфизм. |
Группа автоморфизмов графа G - G
A,
, где A -
множество всех автоморфизмов графа, - операция произведения.
Пример
G : |
|
|
|
v1 |
v2 |
|
|
v4 |
v3 |
|
|
A: |
|
|
|
0 v1 v2 v3 v4 |
|
|
|
1 v1v3 v2 v4 |
|
|
|
2 v1 v3 v2v4 |
|
|
|
3 1 |
2 v1v3 v2v4 |
|
|
Пример |
|
|
|
G1 : |
|
|
G1 : |
x2 |
x5 |
|
0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 |
|
x3 |
x6 |
1 x1x2 x3 x4 x5 x6 |
x |
x |
|
2 x1 x2 x3 x4 x5 x6 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
3 x1x2 x3 x4 x5 x6 |
Пример |
|
|
3 x1 x2 x4 x3 x5 |
Document from www.cyberfac.ru |
- 52 - |
Дискретная математика: теория графов
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
G2 : |
|
x5 |
|
|
|
|
|
|
|
0 x1 |
x2 |
x3 x4 x5 |
||
1 x1 |
x2 |
x3 x4 |
x5 |
|
2 x1 |
x2 x3 x4 |
x5 |
|
|
4 x1 x2 x3 x4 x55 x1 x2 x4 x3 x5
6 x1x5 x2 x3 x4
7 x1x5 x2 x3 x48 x1x5 x2 x3 x49 x1x5 x2 x4 x310 x1x5 x2 x3 x411 x1x5 x2 x4 x3
Задание
Задан автоморфизм. Определить все графы, которые допускают данный автоморфизм. x1x2 x3 x4
x1 |
x1 |
x4 |
x4 |
x2 |
x3 |
x2 |
x3 |
|
x1 |
|
x1 |
x4 |
x4 |
x2 |
x3 |
x2 |
x3 |
Операции над группами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Пусть даны группы автоморфизмов |
Ga A, |
, |
Gb B, |
. |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
A |
|
- порядок группы |
G |
, |
|
B |
|
- порядок группы |
G |
. Группа |
Ga |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
a |
|
|
|
|
b |
|
|
||||||||||||
действует на множестве X x1, x2 ,..., xd |
. Группа Gb |
действует |
||||||||||||||||||||
на множестве |
Y y1 |
, y2 |
,..., ye |
( X Y ). |
|
X |
|
- степень группы |
||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Document from www.cyberfac.ru |
- 53 - |
|
|
|
|
Дискретная математика: теория графов |
Ga . |
|
Y |
|
- степень группы Gb . Рассмотрим три операции над |
|
|
|||
|
|
группами:
1.Сложение (объединение) групп – « ».
2.Умножение групп – « ».
3. Композиция групп – « |
Ga Gb |
|
|
». |
|
Рассмотрение проведем на примере:
Ga : |
Gb : |
x1 |
x2 |
y1 |
y2 |
|
|
B : 0 y1 y2 |
|
x |
x |
1 y1 y2 |
|
4 |
3 |
|
|
A : 0 x1 x2 x3 x4 |
|
|
|
1 x1x3 x2 x4
2 x2 x4 x1 x3
3 x1x3 x2 x4
1. Сложение групп. |
|
Ga Gb |
|
действует на X Y |
|
|
z , если z X |
i |
|
i j z |
|
j z , если z Y
Степень равна d e , порядок равен A B .
Пример
1 0 x1x3 x2 x4 y1 y2
Document from www.cyberfac.ru |
- 54 - |
Дискретная математика: теория графов
1 0 x1 x31 0 x3 x11 0 x2 x21 0 x4 x41 0 y1 y1
1 0 y2 y2
3 1 x1x3 x2 x4 y1 y2
2. Произведение групп
Ga Gb
действует на X Y x, y | x X , y Y
i j
i j x, y i x, j y
Степень равна d e, порядок равен |
|
A |
|
|
|
B |
|
. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
Пример |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 1 x1 y1, x1 y2 x2 y1, x4 y2 x2 y2 , x4 y1 x3 y1, x3 y2
2 1 x1 y1 2 x1 , 1 y1 x1 y2
2 1 x1 y2 x1 y12 1 x2 y1 x4 y2
2 1 x4 y2 x2 y12 1 x2 y2 x4 y12 1 x4 y1 x2 y22 1 x3 y1 x3 y22 1 x3 y2 x3 y1
3. Композиция групп
a b
; 1, 2 ,..., d
d подстановок изb , необязательно различных
Действует на X Y .
Document from www.cyberfac.ru |
- 55 - |
Дискретная математика: теория графов
; 1, 2 ,..., d xi y j xi , i y j
Степень равна d e, порядок равен |
|
A |
|
|
|
B |
|
d . |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||
3; 1, 1, 0 , 1 |
x1 y1, x3 y2 , x1 y2 , x3 y1 x2 y1, x4 y2 x2 y2 , x4 y1 |
||||||||
3 ; 1 , 1 , 0 , 1 |
x1 y1 x3 y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 ; 1 , 1 , 0 , 1 x3 y2 x3 y13 ; 1 , 1 , 0 , 1 x1 y2 x3 y13 ; 1 , 1 , 0 , 1 x3 y1 x1 y13 ; 1 , 1 , 0 , 1 x2 y1 x4 y23 ; 1 , 1 , 0 , 1 x4 y2 x2 y13 ; 1 , 1 , 0 , 1 x2 y2 x4 y13 ; 1 , 1 , 0 , 1 x4 y1 x2 y2
Document from www.cyberfac.ru |
- 56 - |
