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子圖

鎖定
子圖是圖論的基本概念之一,指節點集和邊集分別是某一圖的節點集的子集和邊集的子集的圖。若這個節點子集或邊子集是真子集,則稱這個子圖為真子圖;若圖G的每一個節點也是它的子圖H的節點,則稱H是G的支撐子圖。設S是V(G)的子集,以S為節點集,以G的所有那些兩端點都在S內的邊組成邊集,所得到的G的子圖稱為S在G中的導出子圖,或更確切地,節點導出子圖。設B是E(G)的子集,由G的所有與B內至少有一條邊關聯的節點組成節點集,以B為邊集,所得到的G的子圖稱為B在G中的邊導出子圖;對於某種性質P,若一個圖的具有P的子圖不是任何具有P的子圖的真子圖,則稱它為具有P的極大子圖,在所有極大子圖中,邊數最多的那個稱為最大子圖。 [1] 
中文名
子圖
外文名
subgraph
所屬領域
圖論
相關概念
母圖、真子圖、補圖等

子圖基礎知識

子圖子圖的定義

為兩個圖(同為無向圖或同為有向圖),若
,則稱G'是G的子圖,G是G‘的母圖,記作
,又若
,則G'稱是G的真子圖,若
,則稱G'是G的生成子圖
為一圖,
,稱以
為頂點集,以G中兩個端點都在
中的邊組成邊集
的圖為G的
導出子圖,記作
,又設
,稱以
為邊集,以
中邊關聯的頂點為頂點集
的圖為G的
導出的子圖,記作
在圖1中,設G如圖1(a)所示,取
,則
的導出子圖
如圖1(b)所示,取
,則
的導出子圖
如圖1(c)所示。 [2] 
圖1(a) 圖1(a)
圖1(b) 圖1(b)
圖1(c) 圖1(c)

子圖補圖

為n階無向簡單圖,以V為頂點集,以所有使G成為完全圖的
的添加邊組成的集合為邊集的圖,稱為G的補圖,記作
若圖
,則稱G是自補圖。
圖2(b)和圖2(c)互為補圖,圖2(a)是自補圖。 [2] 
圖2(a) 圖2(a)
圖2(b) 圖2(b)
圖2(c) 圖2(c)

子圖相關定理

若n階圖G是自補圖,則
,k為非負整數,且圖G有
條邊。 [3] 
證明:因為n階圖G是自補圖,所以G與
同構。於是完全圖
條邊將各有一半為G與
的邊,即G與
均有
條邊。而圖G的邊數是非負整數,故4一定能整除
,而連續的兩個整數n-1與n總是一個為奇數,一個為偶數,故
(k為非負整數)。證畢。
圖3(a) 圖3(a)
圖3(b) 圖3(b)

子圖圖的操作

為無向圖。
(1)設
,用
表示從G中去掉邊e,稱為刪除邊e。又設
,用
表示從G中刪除E'中的所有邊,稱為刪除E'。
(2)設
,用
表示從G中去掉v及所關聯的一切邊,稱為刪除頂點v,又設
,用
表示從G中刪除
中的所有邊,稱為刪除V'。
(3)設邊
,用
表示從G中刪除e後,將e的兩個端點u,v用一個新的頂點w(或用u或用v充當w)代替,使w關聯e以外u,v關聯的所有邊,稱為邊e的收縮
(4)設
(u,v可能相鄰,也可能不相鄰),用
(或
)表示在u,v之間加一條邊
,稱為加新邊。
在收縮邊和加新邊過程中可能產生和平行邊。
在下圖中,設圖4(a)圖為G,則圖4(b)圖為
,圖4(c)圖為
,圖4(d)圖為
,圖4(e)圖為
,而圖4
圖為
[2] 
圖4(a) 圖4(a)
圖4(b) 圖4(b)
圖4(c) 圖4(c)
圖4(d) 圖4(d)
圖4(e) 圖4(e)
圖4(f) 圖4(f)
參考資料
  • 1.    《數學辭海》編輯委員會.數學辭海·第二卷:中國科學技術出版社,2002.8
  • 2.    邱曉紅主編;張帆,艾施榮,李光泉,熊煥亮副主編,.離散數學 第2版:中國水利水電出版社,2015.01
  • 3.    殷劍宏,金菊良.現代圖論:北京航空航天大學出版社,2015.06