본문 바로가기
  • Fearless

수학/이산수학(Graph Theory)13

[이산수학] (13) Coloring & Poset G의 Crossing #은 G에 대한 모든 drawing 중 최소의 Crossing 이다. 이는 Chromatic Number라 부르며, Cr(G)로 표기한다. G가 Plannar이면 Cr(G)=0, 아니면 >=1 그림으로 Cr(G) 2022. 6. 14.
[이산수학] (12) Plannar edge가 교차되지 않고 그릴 수 있다면 G는 Plannar이다. Euler's Formula) G가 connected graph일 때, 교차되지 않은 형태의 그림을 고르자. 이 때 우린 |V(G)| - |E(G)| + |F(G)| = 2 의 식을 얻는다. pf) 만약 G가 connected graph이고 f=1인 crossing free 그림이 있다고 가정해보자. 이 때 G는 cycle이 없기 때문에(f=1이라서) G는 Tree다. Tree의 Prop에 의해 |E(G)| = |V(G)| - 1 이고, n-m+f = 1 + f = 2로 Euler's Formula가 f=1일 때 참이다. 수학적 귀납법으로 f=k일 때 Euler's Formula가 성립한다고 가정하고, f=k+1인 G를 다뤄보자. f=k+.. 2022. 6. 14.
[이산수학] (11) Coloring G의 K-coloring은 k가지 색상으로 vertices를 칠하는 경우를 뜻한다. def) 만약 uv in E(G)의 u,v가 f(u) != f(v)라면 G의 K-coloring은 proper하다. 즉 adjacent한 vertices의 색상이 다르면 proper coloring이다. prop) G가 V(G)=n인 그래프라면, proper n-coloring이 존재한다. pf) |V(G)| = n, V(G)={v1, ..., vn}, f:V(G) -> {1,...,n}일때, vivj in E(G)의 vi, vj가 f(vi) = i != j = f(vj)이기 때문에 n-coloring of G가 proper하다. G가 graph일 떄, G의 Chromatic #는 kai(G)라고 표기하고, kai(G) .. 2022. 6. 14.
[이산수학] (10) Tree & Spanning Tree G에 cycle이 없는 경우 G를 acyclic이라 부른다. 사이클은 처음과 마지막 vertices가 같되 중간 vertices는 중복되지 않는 walk를 뜻한다. 만약 acyclic하고 connected인 그래프라면 G는 Tree다. 아래와 같은 경우 connected가 아니거나, acyclic이 아닌 경우이기 때문에 Tree가 아니다. G가 connected graph일 때, 모든 G가 cut edge인 경우 G는 tree다. *cut edge : G-e 일 때 connected comp가 G일때보다 많아지면 e는 cut edge pf) prop) e는 cut edge이다. iff e가 cycle에 포함되지 않는다면 => : 만약 G가 tree라면, G는 acyclic이기 때문에 G에는 cycle이 .. 2022. 6. 14.
[이산수학] (9) Dirac's Thm Dirac's Thm: G가 |V(G)| = n >= 3 인 그래프일 때, del(G) >= n/2라면 G는 Hamiltonian이다. *del(G) : minimal degree of graph G pf) Thm이 틀렸다고 가정해보자. 그렇다면 del(G) >= n/2인데 G가 Hamiltonian이 아니란 뜻이다. 우선 G에서 가장 긴 length를 가진 Path를 하나 선정한다. u,v in V(G) s.t u is not adjacent to v인 u,v를 찾아보자. 이 경우 G+uv는 Hamiltonian이다. 이 뜻은 G+uv에는 Hamiltonian Cycle이 있다는 뜻이고, G에는 없었던게 uv를 추가하면서 생기는것이니 Cycle에 uv는 꼭 포함되어야만 한다. Bondy & Chvata.. 2022. 6. 14.
[이산수학] (8) Eulrian Graph Eulrian graph(한붓그리기) 시점과 종점이 같고, G의 모든 edge를 정확히 한번씩만 지나가는 walk를 Eulrian Tour라 부른다. 만약 G가 Eulrian Tour를 가진다면, G를 Eulrian이라 부른다. Euler Thm) G가 connected일 때, G는 Eulrian다 iff 모든 vertices가 짝수의 degree를 가진다면, Euler's Thm을 사용한다면 각 vertices의 degree가 모두 같은지만 check하면된다. 예시1) K5는 Eulrian, 예시2) K2,4는 complete bipartite graph인데, 잘 살피면 vertice 당 degree가 2 or 4이기 때문에 Eulrian이다. 예시3) G는 우선 connected graph가 아니다... 2022. 6. 13.
[이산수학] (7) Connection 그래프 G에서 Walk란 모든 vertices가 그다음 vertices에 대해 adjacent(ex. v0~v1~v2~...~ve)한 sequence다. 예를 들어 w1 = (v1,v2,v3,v2,v4,v5,v6,v4,v6,v7)은 (v1,v7), 길이 9의 walk다. walk의 vertices는 중복되어도 상관없다. 만약 vertices가 중복되지 않은 walk라면 이는 path다. 위 예시에서 w3은 path다. 그래프 G에서 (x,y) walk가 있다면, (x,y) path는 반드시 존재한다. 가령 walk가 v0~v1~ ... ~ vi ~ u ~ (... ~ u) ~ vj ~ ... ~ ve 이고, (... ~ u) 와 같이 중복되는 부분을 모두 잘라내면 path가 된다. V(G)의 x,y가 존.. 2022. 5. 18.
[이산수학] (6) Subgraphs G, H를 그래프라고 가정하자. V(G)가 V(H)의, E(G)가 E(H)의 하위집합일때, 우리는 G가 H의 subgraph라 부른다. 위 예시처럼 vertices는 모두 같은데, E(H)가 E(G)보다 더 큰 집합일 경우 H가 G의 상위집합이다. 따라서 G는 H의 subgraph이다. G'는 E(H)에는 없는 v1v5 edge를 갖는다. 따라서 E(G')는 E(H)의 부분집합이 아니기에 G'은 H의 subgraph가 못된다. G, H가 graph일때, 만약 G가 H의 subgraph이고 V(G)=V(H)라면, G는 H의 spanning graph이다. 즉 모든 꼭짓점이 동일한데 edge set만이 부분집합이면 spanning graph이다. 위 예시에선 G는 spanning이 아니지만 G~은 spann.. 2022. 4. 20.
[이산수학] (5) Handshaking Lemma G가 graph일 때, 모든 vertices에 대한 sigma sum of d(v)는 2*|E(G)|다. 이를 handshaking lemma라 부른다. 여기서 파생된 corollary: 홀수인 d(v)의 갯수는 짝수여야만한다. 예시1. 홀수인 degree of vertices가 4개다. 예시2. 홀수인 d(v)가 6개다. corollary를 증명하기 위해서, 2|E(G)|는 mod2일때 remainder=0 or 1로 나뉜다. 2|E(G)|의 mod2는 0이고 remainder = 0일때도 0, degree seq은 (0,1,2,2,2,2,2,3)과 같이 특정 그래프의 degree를 나열한 수열이다. 예시 Handshaking Lemma의 cor에 의해 홀수 degree의 갯수는 짝수다. 그래프의 de.. 2022. 4. 20.
[이산수학] (4) Fundamentals of Graph Thoery Graph Theory에 대해 알아보자. graph G는 (V(G), E(G))다. V(G)는 유한개의 꼭짓점(vertices) 집합이고, E(G)는 V(G)의 원소 중 두개로 구성된 변(edges)이다. 1번예시를 살펴보자. V(G)가 v1, v2, v3, v4, v5로 구성된 유한개의 집합이고, E(G)는 V(G)의 원소 2개로 구성된 부분집합이다. 이 때 G=(V(G), E(G))는 그래프라 한다. 사실 이렇게 기호로 나열하는 것보다 그림을 그리는 것이 좋다. vertices의 위치가 정의된 것이 아니기에 다양한 종류의 그래프가 그려질 수 있지만 모두 같은 그래프로 간주한다. 좌우측 그림 모두 같은 그래프다. 그래프에 대한 몇가지 특성을 살펴보자. 첫째, edge에는 방향성이 없다. {r1, r2}.. 2022. 4. 20.
[이산수학] (3) Partition Partition을 알아보자. A가 집합일 때, partition P는 A의 disjoint subset이다. 1) s in P, nonempty of S in A 2) for s, s* in P, s != s* and s disjoint s* 3) union of every s in P = A 예시2. 조건3이 충족되지 않은 경우 prop1. 만약 P1이 A1에 대해 partition이고, P2가 A2에 대한 partition이라면, {s1 X s2 | s1 in P1 and s2 in P2}는 A1 X A2에 대한 partition이다. R이 A에 대해 equiv relation이다. P = {[a] | a in A}를 모든 equiv class를 담는 집합이라 가정하자. 그럼 P는 A에 대한 par.. 2022. 4. 20.
[이산수학] (2) Relations Relation(관계)에 대해 알아보자. A가 공집합이 아니라면, '관계'는 순서가 정해진 A 내부 원소의 pair를 뜻한다. 예를 들어 A가 모든 정수들의 집합이라면 (1,2), (1,3), (0,3), (-1,4)를 원소로 갖는 R은 A와 A 사이의 relation이다. 원소간의 순서가 존재하기 때문에 이는 relation이라 봐야한다. 가령 (1,2)은 R에 속하는 원소지만, (2,1)은 아니다. (1,2)가 R의 원소라면, 1은 2에 related되어있다고 표현한다. 그러나 2가 1에 related된 것은 아니다. (2,1)이 R의 원소가 아니기 때문이다. 아래 2번 예시도 같은 얘기를 담고 있다. (a,b)가 R의 원소라면, 즉 a가 b에 related되어있다면 aRb로 표현한다. 4번 예시를 .. 2022. 4. 19.
반응형