《图论课件--图的顶点着色》课件.ppt
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* (四)、顶点着色的应用 图的正常顶点着色对应的实际问题是“划分”问题。 例1 课程安排问题:某大学数学系要为这个夏季安排课程表。所要开设的课程为:图论(GT), 统计学(S),线性代数(LA), 高等微积分(AC), 几何学(G), 和近世代数(MA)。现有10名学生(如下所示)需要选修这些课程。根据这些信息,确定开设这些课程所需要的最少时间段数,使得学生选课不会发生冲突。(学生用Ai表示) A1: LA, S ; A2: MA, LA, G ; A3: MA, G, LA; A4: G, LA, AC ; A5: AC, LA, S ; A6: G, AC; A7: GT, MA, LA ; A8: LA,GT, S ; A9: AC, S, LA; * A10: GT, S。 解:把课程模型为图G的顶点,两顶点连线当且仅当有某个学生同时选了这两门课程。 GT MA G AC LA S 选课状态图 * 如果我们用同一颜色给同一时段的课程顶点染色,那么,问题转化为在状态图中求对应于点色数的着色。 (1) 求点色数 一方面,因图中含有奇圈(红色边), 所以,点色数至少为3。又因为点LA与该圈上每一个点均邻接,所以,点色数至少为4. GT MA G AC LA S 选课状态图 另一方面,我们用4种色实现了G的正常点着色,所以,图的点色数为4. * (2) 求安排----具体着色 GT MA G AC LA S 选课状态图 * 例2 交通灯的相位设置问题:如图所示,列出了繁华街道路口处的交通车道L1,L2,…,L9。在此路口处安置了交通灯。当交通灯处于某个相位时,亮绿灯的车道上的车辆就可以安全通过路口。为了(最终)让所有的车辆的灯都能够安全通过路口,对于交通灯来说,所需要的相位的最小数是多少? L5 L4 L3 L2 L1 L9 L8 L7 L6 * 解:车道模型为顶点,两点连线当且仅当两个车道上的车不能同时安全地进入路口。 L9 L8 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 G 问题转化为求G的点色数。一方面,G中含有K4,所以,点色数至少为4; L9 L8 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 G * 另一方面,通过尝试,用4种色实现了正常点着色。 所以,最小相位为4。 L9 L8 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1 G 2 1 1 2 2 4 3 4 3 * 作业 P187---190 习题7 :7----9 * Thank You ! 谢谢! * 图论及其应用 应用数学学院 * 本次课主要内容 (一)、相关概念 (二)、图的点色数的几个结论 (三)、四色与五色定理 图的顶点着色 (四)、顶点着色的应用 * 跟图的边着色问题一样,生活中的很多问题,也可以模型为所谓的图的顶点着色问题来处理。例如课程安排问题。 (一)、相关概念 课程安排问题:某大学数学系要为这个夏季安排课程表。所要开设的课程为:图论(GT), 统计学(S),线性代数(LA), 高等微积分(AC), 几何学(G), 和近世代数(MA)。现有10名学生(如下所示)需要选修这些课程。根据这些信息,确定开设这些课程所需要的最少时间段数,使得学生选课不会发生冲突。(学生用Ai表示) A1: LA, S ; A2: MA, LA, G ; A3: MA, G, LA; A4: G, LA, AC ; A5: AC, LA, S ; A6: G, AC; A7: GT, MA, LA ; A8: LA,GT, S ; A9: AC, S, LA; * A10: GT, S。 把课程模型为图G的顶点,两顶点连线当且仅当有某个学生同时选了这两门课程。 GT MA G AC LA S 选课状态图 * 如果我们用同一颜色给同一时段的课程顶点染色,那么,问题转化为在状态图中求所谓的点色数问题。 GT MA G AC LA S 选课状态图 * 定义1 设G是一个图,对G的每个顶点着色,使得相邻顶点着不同颜色,称为对G的正常顶点着色; 如果用k种颜色可以对G进行正常顶点着色,称G可k正常顶点着色; 对图G正常顶点着色需要的最少颜色数,称为图G的点色数。图G的点色数用 表示。 例1 说明下图的点色数是4。 GT MA G AC LA S * 解:一方面,由图的结构特征容易知道
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