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《图论课件--超哈密尔顿图问题》课件.ppt

发布:2018-09-27约4.31千字共29页下载文档
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* 图论及其应用 应用数学学院 * 本次课主要内容 (二)、E图和H图的关系 超哈密尔顿图问题 (一)、超H图与超H迹 * 定义1 若图G是非H图,但对于G中任意点v,都有G-v是H图,则称G是超H图。 (一)、超H图与超H迹 定理1 彼得森图是超H图。 1 7 6 5 4 3 2 彼得森图 10 9 8 证明: (1) 证明彼得森图是非H图。 * 若不然,设C是G的H圈。 1 6 5 4 3 2 7 彼得森图 10 9 8 又对于边28,23来说,在前面情况下,必有一条在C中。分两种情形讨论。 对于边12, 17,15来说,必然有两条边在C中。不失一般性,假定17,12在C中,那么,56,54也必然在C中。 * 1 6 5 4 3 2 7 彼得森图 10 9 8 但这样得到圈:17(10)821。所以该情形不能存在。 情形1:假如28在C中,则39,34在C中,从而7(10), 8(10)在C中 * 但这样得到圈:123971。所以该情形也不能存在。 情形2:假如23在C中,则86,8(10)在C中,从而39, 79在C中. 1 6 5 4 3 2 7 彼得森图 10 9 8 1 6 5 4 3 2 7 彼得森图 10 9 8 上面推理说明,G中不存在H圈,即彼得森图是非H图。 * 由对称性,只需考虑下面两种情形: (a) G-1,(b)G-6 (2) 证明对任意点v,G-v是H图。 (a) G-1中有H圈:54328(10)7965 3 6 5 4 2 10 7 G-1 9 8 (b) G-6中有H圈:54397(10)8215 1 5 4 3 2 7 G-6 10 9 8 由(1)与(2),G是超H图。 * 定义2 若G中没有H路,但是对G中任意点v,G-v存在H路,则称G是超可迹的。 数学家加莱曾经猜想:不存在超可迹的图。但该猜想被Horton和Thomassen以构图的方式否定了。 定理2 Thomassen图是超可迹图。 a b d e f c Thomassen图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ * 定理证明分为两部分: (1) 证明G中不存在H路;(2) 证明对G中任意点v,有G-v存在H路。 (1) 证明G中不存在H路。 如图所示,将G用虚线分成对称的4部分:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 。 a b d e f c Thomassen图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 假设G有H路P,设该路的起点为α,终点为β。 不失一般性,设α∈ Ⅰ∪{a}。 断言1: Ⅰ∪{a} 中不存在以a , c , d三点中任意两点为端点的H路。 若不然,将推出彼得森图是H图。 * a b d e f c Thomassen图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 断言2: Ⅰ∪Ⅱ ∪ {a, b} 中不存在以a 为端点的H路。 若不然,设Q是一条以a为起点的Ⅰ∪Ⅱ ∪ {a, b} 中的H路。那么,从a出发,沿着该路行走有两种可能: (1) 遍历了Ⅰ中所有点之后,从c或d进入Ⅱ,但这形成了Ⅰ ∪{a} 中的以a, c或a, d为端点的H路,与断言1矛盾! (2) 没有遍历完Ⅰ ∪{a} 中的顶点,假若从c进入Ⅱ,那么,必须遍历完Ⅱ ∪ {b} 的所有顶点后,才能从e进入Ⅰ。但这也会与断言1产生矛盾。 * a b d e f c Thomassen图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 情形1:α= a 所以,情形1不能成立! 由前面假设:α∈ Ⅰ∪{a}。 我们沿着P作如下的行进: (1) 假设是由a进入Ⅰ,要能够走完P,必须遍历Ⅰ∪Ⅱ 的所有顶点后由b进入Ⅲ,但这与断言2矛盾! (2) 假设是由a进入Ⅳ,要能够走完P,必须遍历Ⅲ∪Ⅳ 的所有顶点后由b进入Ⅱ,但这也与断言2矛盾! * a b d e f c Thomassen图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 情形2:α≠ a 所以,情形2也不能成立! 我们沿着P作如下的行进: (1) 假设是由α遍历了Ⅰ∪Ⅱ ∪{b}所有顶点从a进入Ⅳ,这与断言2矛盾!同样,假设是由α遍历了Ⅰ∪Ⅱ ∪{a}所有顶点从b进入Ⅳ,这也与断言2矛盾! (2) 假设是由α开始,没有遍历Ⅰ∪Ⅱ ∪{a ,b}而从a或b进入Ⅲ∪Ⅳ,那么,要走完P,都必须遍历完Ⅲ∪Ⅳ的所有顶点后,才能重新进入Ⅰ∪Ⅱ 。但这要与断言2矛盾 * 综合上面的论述:得G中没有H路。 (2) 证明对G中任意点v,有G-v存在H路。 由对称性:我们取b和Ⅲ中顶点逐一分析即可。例如: a b d e f c Thomas
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