Grafy izomorficzne

2

2

3

Dwa grafy G1 i G2 są izomorficzne, jeżeli istnieje wzajemnie jednoznaczna odpowiedniość m-dzy wierzchołkami grafu G

7

1 i G2 taka,

1

8

7

6

3

10

że liczba krawędzi łączących dane dwa wierzchołki grafu G

1

4

1 jest równa

8

liczbie krawędzi łączących odpowiadające im wierzchołki grafu G2.

9

10

5

Krótko: można znaleźć przyporządkowanie wierzchołków obu grafów, 6

9

dla którego macierze sąsiedztwa są jednakowe.

4

5

Przykład:

Macierze sąsiedztwa

Grafy pokazane na poniższym rysunku są izomorficzne 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1

1 1

1

1

1 1

2

2 1

1

1

2 1

1

1

3

1

1

1

3

1

1

1

1

7

6

3

4

1

1

1

4

1

1

1

8

5 1

1

1

5 1

1

1

9

10

6 1

1 1

6 1

1 1

7

1

1 1

7

1

1 1

4

5

8

1

1

1

8

1

1

1

Proces przyporządkowania wierzchołków 9

1

1 1

9

1

1 1

10

1

1 1

10

1

1 1

a)

2

2

b)

3

c)

2

3

7

8

7

1

1

1

4

Inny graf izomorfizmiczny dla tego grafu 5

5

5

6

6

6

2

2

3

2

3

d)

e)

1

7

6

3

8

7

8

7

10

1

4

1

4

8

9

10

5

5

6

9

4

6

9

5

Grafy planarne - 1

Grafy planarne - 2

Grafy planarne

Grafy planarne – przykłady grafów regularnych Graf planarny to taki graf, który można narysować na płaszczyźnie bez przecięć krawędzi, poza wierzchołkami z którymi sa one incydentne.

Płaski rysunek grafu planarnego nazywamy też grafem płaskim.

Przykłady

Graf Petersena – nieplanarny

Grafy planarne - 3

Grafy planarne - 4

Grafy homeomorficzne - gdy można je otrzymać z tego samego grafu Ściany – spójne obszary płaszczyzny, powstałe z podziału rysunkiem przez wstawienie nowych wierzchołków stopnia 2 wewntrz jego grafu. Punkty grafu nie należą do ściany.

krawędzi.

Twierdzenie (Euler, 1750)

Niech G będzie rysunkiem płaskim spójnego grafu płaskiego, w którym n – liczba wierzchołków

m – liczba krawędzie

f – liczba ścian

Wtedy zachodzi równość

n − m + f = 2

Twierdzenie (Kuratowski, 1930)

Przykład

Graf jest planarny wtedy i tylko wtedy, gdy nie zawiera podgrafu homeomorficznego z grafem K

f 5

5 lub K3,3.

f 1

f 4

f

3

f 2

n = 10 m = 13 f = 5 n − m + f = 10 − 13 +5 = 2

Graf K5

Graf K

Wykonać podobne sprawdzenie dla poprzednio podanych planarnych 3,3

regularnych

bez dowodu.

Sciany w grafie planarnym

f

5

f

1

f 4

f 3

f 2

Ściany w grafie - f 5 ściana nieskończona (nieograniczona) Grafy planarne - 5

Grafy planarne - 6