四川大学离散数学(冯伟森版)课后习题答案习题参考解答(图论部分)

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去找 http://www.7zhao.net 当k为偶数时,道路可扩充为v1…vk/2…u…vk/2+1…vk,而当k为奇数时,不管vk+1/2与u之间是如何单向可达的,都可以构造出更长的有向道路,矛盾,所以G中一定存在包含所有结点的有向道路■

26. 无向图G如图10.32所示,先将此图顶点和边标出,然后求图中的全部割点和割边。

图10.32 解:标注如下所示: u3 u5 u7 u1 u4 u2 u6 u8 u9 根据标记后的图,可求得割点分别为:u4,u7,u8,割边分别为:u4u5,u7u8,u8u9■ 27. 求图10.33的全部强分图和单向分图。 图10.33

解:将图重新标记如下:

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去找 http://www.7zhao.net v1 v4 v2 v5 v9 v6 v3 v7 那么此图的邻接矩阵为,通过计算可求得其强分图矩阵为: 因此,此图有两个强分图,一个包含一个结点V9 ,一个包含其它的8个节点。由于两个强分图之间存在有向道路,因此全部9个结点,构成了单向分图■ 28. 证明:一个连同无向简单图中,任意两条最长路至少有一个公共顶点。 证明:假设两条最长路p1=v1v2...vk,p2=u1u2...uk没有公共点,那么两条道路上的点集之间就有道路相连,否则就不是连通图了。设此道路起点是p1上m点,终点是p2上的w点.可根据如下情况进行调论:(1)m,w是p1,p2的中间结点,那么可构成新道路 P=v1v2...m...w...uk,此路至少比P1长1,矛盾。(2)假设m和w不能均分p1,p2,那么可以将两个长路段和m,w之间的道路进行拼接,那么可得到比p1长的道路,与p1,p2是最长路矛盾。因此任意两条最长路至少有一个公共顶点■ 29. 证明:若G是n阶无向简单图,G中每一对不相邻的顶点的度数之和至少是n-1,则G是连通图。 证明:假设G不是连通图,G1,G2 是G的两个连通分支,分别为n1,n2阶连通无向简单子图,则n1+n2≤n。对G1中任意结点v1,和G2中任意结点v2而言,v1的最大点度为n1-1,v2的最大结点度为n2-1;则v1,v2的点度之和,最大为n1+n2-2≤n-2

图10.34

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去找 http://www.7zhao.net 解:对图的结点和边进行编号如下:

v1 e2 v3 e7 e5 v5 e11 e6 e8 e10 e9 v6 e1 e3 e12 v2 e4 v4 v7 邻接矩阵: 因此可达矩阵为: 强分图矩阵为: 关联矩阵为: ■ T31. 设P= (pij) n×n是可达性矩阵。证明:P错误!未找到引用源。P中第i行中非零元素所在列号给出了包含结点vi的强分图的全部结点编号。 证明:根据强分矩阵的计算过程可知,其包含的含义是结点间双向可达信息。根据有向图的双向可达关系是一个等价关系,因此P错误!未找到引用源。PT中第i行中非零元素所在列号既是一个等价类,所以包含了一个强分图的所有结点■ 已完成[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,23,24,25,26,27,28,29,30,31] 第22题未证明 11

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习题十一

1. 设一个树中度为k的结点数是nk(2≤k),求它的叶的数目。

解:设T的节点总数为n,叶节点数目为t ,根据题意及握手定理有: t + n2 + n3 + …+ nk = n (1)

t + 2n2 + 3n3 + …k(nk) = 2(n-1) (2) 握手定理 (1),(2)联立求解得:

t = n3 + 2n4 + … (k-2)nk + 2■

2. 证明:树T中最长道路的起点和终点必都是T的叶。

证明:假设T中最长道路P=vi1vi2…vik的起点或终点不是T的叶结点,设d(vi1)>1,则vi1的

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所有邻接点(v‘,v’…,v’)都在P中,那么在T中可以找到一个回路,那么截取道路P, 得到

l

回路C= vi1 …v’ vi1 .与T中无回路矛盾。对于d(vik)>1时同理。因此,假设不成立,即最长道路P的起点和终点都是T的叶节点■

3. n(n≥3)阶无向树T的最大度Δ至少为几?最多为几?

解:当T中只有一个枝点时,Δ = n-1,为最大值。 当T构成一条链时,只有两个叶结点,其余结点都为2度点,此时Δ = 2,为最小值,因此Δ至少为2 ,最大为n-1■

4. n(n≥3)阶无向树T的最大度Δ=2,则T中最长的简单道路为几?

解:根据第3题结论,当无向树T的最大度Δ=2时 ,T构成一条链,以此最长的简单道路包含所有的节点,道路长度L=n-1■

5. 证明:任何无向树都是二部图。

证明:以树T中任意结点u为起点,将与u最短距离为偶数的结点放入v1结点集合,将与u最短距离为奇数的结点放入v2结点集合,那么这两个结点集合中,显然不存在公共点,同时两个结点集合组成了树的全部结点,因此是数T的结点集合的一个分化。假设在Vi集合中存在两个结点u1,u2是邻结点,那么就存在如下道路:p=u...u1u2....u,

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