Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 05. 01. 2010 16:38

FabulousDeniska
Příspěvky: 129
Reputace:   
 

úlohy na grafy

poradili byste mi prosím s těmito ulohami?

1) Dokažte, že každý graf G bez kružnic , pro který platí Eulerův vzorec (|V(G)| = |E(G) + 1|), je strom.

2) Spočtěte počet koster úplného grafu bez jedné hrany.

3) Bipartitní graf G (V, E) je graf, jehož množinu vrcholů lze rozdělit na dvě (disjunktní) části V1, V2 tak , že každá hrana má jeden konec ve V1 a druhý ve V2. V k-regulárním grafu má zase každý vrchol právě k sousedů. Dokažte, že odebereme-li libovolnou hranu ze souvislého k-regulárního bipartitního grafu dostaneme opět souvislý (a bipartitní) graf. Jinými slovy ukažte, že souvislé k-regulární bipartitní grafy neobsahují most.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Kondr)

#2 05. 01. 2010 17:18

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: úlohy na grafy

1) Graf bez kružnic je les. Ksždý les vznikne ze stromu odebráním několika hran. Před odebráním těchto hran byl vzorec splněn -- kolik hran jsme odebrali?

2) Možná přes toto: http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_theorem nebo přes toto: http://en.wikipedia.org/wiki/Cayley%27s_formula
(druhá možnost se nechá snadno vyjádřit ve tvaru sumy, první by mohla vést na uzavřený tvar).

3) Vrcholy partity V1 nazvěme černé, vrcholy V2 bílé. Předpokládejme, že tvrzení neplatí a graf se odebráním hrany rozpadl na dvě komponenty. Jedna komponenta obsahuje m černých vrcholů stupně k, n bílých stupně k a jeden bílý stupně k-1. Každá hrana vede z černého do bílého -- co to znamená pro součty stupňů?


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#3 06. 01. 2010 15:28

PeterSheldon
Příspěvky: 128
Reputace:   
 

Re: úlohy na grafy

↑ Kondr:

nepodařilo se mi to domyslet celé, pomůžeš?

Offline

 

#4 06. 01. 2010 15:42

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: úlohy na grafy

↑ PeterSheldon: Co se ti podařilo a co se ti nepodařilo?


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#5 06. 01. 2010 20:13

Olin
Místo: Brno / Praha
Příspěvky: 2823
Reputace:   81 
 

Re: úlohy na grafy

Myslím, že jsem přišel na hezký způsob, jak vypočítat dvojku. Jde o výpočet, kolik koster používá danou hranu. Počet koster úplňáku bez této hrany pak bude samozřejmě počet všech koster úplňáku mínus počet koster procházejících jednou hranou.

Hlavní myšlenka:
Definujme kostlivce jako kostru grafu, ve které ještě speciálně zvolíme jednu hranu - tu nazvěme lebka. Nyní spočítáme dvěma způsoby celkový počet kostlivců v úplném grafu - jednak tak, že sečteme počet kostlivců s jednou kostrou přes všechny kostry, za druhé tak, že sečteme počet kostlivců s danou lebkou přes všechny lebky.

Nečiním si žádné nároky na originalitu (beztak na to přišel někdo přede mnou), ale po těch hodinách bojů s tou nehoráznou sumou (o které mluvil Kondr) mi to přišlo jako docela hezký důkaz.


Matematika = královna věd. Analýza = královna matematiky. (Teorie množin = bohatství matematiky.)
MKS Náboj iKS

Offline

 

#6 06. 01. 2010 21:27

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: úlohy na grafy

↑ Olin: No jo, ta suma byla ošklivá. Ale vlk by se nažral ;) Taky by asi šlo použít vztah $\tau(G-e)=\tau(G)-\tau(G\setminus e)$, kde $\tau$ je počet koster a $G\setminus e$ značí multigraf vzniklý z G kontrakcí hrany $e$. (zdroj: http://www.csie.ntu.edu.tw/~kmchao/tree … unting.pdf)


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#7 07. 01. 2010 21:15 — Editoval PeterSheldon (07. 01. 2010 21:19)

PeterSheldon
Příspěvky: 128
Reputace:   
 

Re: úlohy na grafy

↑ Olin:

http://en.wikipedia.org/wiki/Kirchhoff%27s_theorem

To je jako jit s kanonem na vrabce! :-)

> http://en.wikipedia.org/wiki/Cayley%27s_formula

Nevidim jak jsi to myslel? Co presne myslis sumou z Cayleho formule?

Dukaz pocitanim dvema zpusoby (Ty mu rikas pocitani kostlivcu) je to nejhezci,
co znam , nejak jsi to ale neodpocital, ze :-(?

PS: Ten contraction-deletion vzorec funguje take, ale opet jde o kanon na vrabce
(a navic mam dojem, ze umlatit to tim obecne bude docela pracne).

Offline

 

#8 07. 01. 2010 21:18

PeterSheldon
Příspěvky: 128
Reputace:   
 

Re: úlohy na grafy

↑ Kondr:

ještě k té jedničce:

A co z toho tedy plyne? Zkus to trochu vic rozepsat. (Ale myslenka je OK.)

Offline

 

#9 07. 01. 2010 21:50 — Editoval Kondr (08. 01. 2010 11:17)

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: úlohy na grafy

↑ PeterSheldon: A když to rozepíšu, oznámkuješ mi to? :D

↑ PeterSheldon: Suma z Cayleyho formule byla myšlena takto: opět budeme počítat kostry, které hranu obsahují. Po odstranění této hrany se kostra rozpadne na dvě komponenty (jedna může být degenerovaná do vrcholu). Takové komponenty sestavíme tak, že pevně rozdělíme vrcholy na skupiny o velikostech k a n-k,  v první zvolíme kostru $k^{k-2}$ způsoby, ve druhé $(n-k)^{n-k-2}$ způsoby, celkem máme $\sum_{k=1}^{n-1} {n\choose k} k^{k-2}(n-k)^{n-k-2}$ způsobů. To dost připomíná konvoluci exponenciálních vytvořujících funkcí, ale stejně jako u Kirchhoffa, cesta k uzavřené formuli vypadá přinejmenším trnitě.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#10 07. 01. 2010 23:31

Olin
Místo: Brno / Praha
Příspěvky: 2823
Reputace:   81 
 

Re: úlohy na grafy

↑ PeterSheldon:
Samozřejmě jsem to dopočítal, tady ale uvádím jen hlavní myšlenku, případní zájemci si to jistě dopočtou snadno sami - vždyť k výsledku už stačí jen krůček!


Matematika = královna věd. Analýza = královna matematiky. (Teorie množin = bohatství matematiky.)
MKS Náboj iKS

Offline

 

#11 08. 01. 2010 11:06 — Editoval PeterSheldon (08. 01. 2010 11:07)

PeterSheldon
Příspěvky: 128
Reputace:   
 

Re: úlohy na grafy

↑ Kondr:

mam jeste par otazek k tvemu reseni (aspon vidis, ze nad ulohou opravdu premyslim, a ze mi nejde pouze o tupe opisovani jiz napsanych reseni !! )


to co jsi napsal podle me neni patrne, proc by se mel uplnak po odstraneni jedne
hrany rozpadnout na komponenty souvislosti?! Stale si tedy trvam na svem, ze
tomu ani zamak nerozumim (a o 100% rigoroznost mi ted vazne nejde).

PS: co mi specialne nesedi, ze Ti pri dosazeni k=n vyjde pocet koster uplneho
grafu, neboli takhle Ti v te sume vyslo radove vic koster uplnaku bez hrany, nez
u uplnaku (a to je divne, ne?).

PPS: cesta z Matrix-Tree theoremu mozna nemusi byt tak slozita, ale nejsem si tim tak jisty... jak to tedy ma byt spravne prosim?


EDIT:

Uz chapu, co jsi chtel tou
sumou rict, ale neprijde Ti divne, ze by pocet koster uplnaku pouzivajici jednu
hranu byl vetsi, nez pocet vsech koster uplnaku?

Offline

 

#12 08. 01. 2010 11:14 — Editoval Kondr (08. 01. 2010 11:19)

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: úlohy na grafy

↑ PeterSheldon: Ad EDIT: měl jsem tam chybu, ta suma má jít jen do n-1 (každá komponenta musí mít alespoň jeden vrchol). A druhá
nepřesnost byla v tom, že se na komponenty nerozpadne graf, ale kostra.

Ikdyž i ta původní suma byla OK: poslední člen se násobí nulou.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#13 08. 01. 2010 13:39

PeterSheldon
Příspěvky: 128
Reputace:   
 

Re: úlohy na grafy

↑ Kondr:

>  měl jsem tam chybu, ta suma má jít jen do n-1 (každá komponenta musí mít
> alespoň jeden vrchol).

Ted ale ta suma vypada take podezrele, napr. pro n=2 je to 2*1*1 = 2, ne? (a K_2
ma jen 1 kostru celkem.)

> A druhá nepřesnost byla v tom, že se na komponenty nerozpadne graf, ale
> kostra.

Jojo, cestou domu mi pak doslo, jak to myslis :-).

> Ikdyž i ta původní suma byla OK: poslední člen se násobí nulou.

Ta posledni suma nebyla rozhodne ok, nasobilo se to tam necim jako 0^-2, coz
neni zrovna dvakrat definovane :-).

PS: naopak tvoje reseni se mi libi, jen chci latku pochopit, proto se te prosim ptam zrovna tebe. Hlavne z toho duvodu, ze jsi na otazku odpovedel, a take jsi velmi schopnym pomocnikem na tomto foru. Za pomoc opravdu dekuji:)

Offline

 

#14 08. 01. 2010 13:52 — Editoval musixx (08. 01. 2010 13:56)

musixx
Místo: Brno
Příspěvky: 1771
Reputace:   45 
 

Re: úlohy na grafy

PeterSheldon napsal(a):

Ta posledni suma nebyla rozhodne ok, nasobilo se to tam necim jako 0^-2, coz neni zrovna dvakrat definovane :-).

To opravdu není dvakrát definované, to je jen jednou definované a je to nula. :-)

Offline

 

#15 08. 01. 2010 14:07

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: úlohy na grafy

↑ musixx: V tomhle má prvdu PetrSheldon -- $0^{-2}=\frac{1}{0^2}=?$.

↑ PeterSheldon: Ještě jsem tu sumu zapoměl vydělit dvěma -- na pořadí komponent nezáleží.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#16 08. 01. 2010 14:20 — Editoval musixx (08. 01. 2010 14:23)

musixx
Místo: Brno
Příspěvky: 1771
Reputace:   45 
 

Re: úlohy na grafy

↑ Kondr: ups.. nechal jsem se unést neomylností místních autorit. :-) I když jsem myslím někde viděl (vágně řečeno), že pro účely binomických rozvojů apod. se právě nula na cokoli definitoricky klade rovna nula právě proto, aby člověk nemusel řešit takové podružnosti.

Offline

 

#17 08. 01. 2010 18:40

PeterSheldon
Příspěvky: 128
Reputace:   
 

Re: úlohy na grafy

↑ Kondr:

A to je jeste vetsi nesmysl, ne?:(((( Preci zalezi na tom, jestli ta komponenta
obsahuje u, nebo jestli obsahuje v (kde uv je hrana, kterou jsi odebiral).
Navic, co by se potom stalo pri dosazeni napr. n=3? Jestli dosazuji spravne,
tak vyjde 3 (a to preci neni pravda).

Porad netusim jak to spocitat spravne:(

Offline

 

#18 08. 01. 2010 21:26

petrkovar
Veterán
Místo: Ostrava/Krmelín
Příspěvky: 1012
Pozice: VŠB - TU Ostrava
Reputace:   23 
Web
 

Re: úlohy na grafy

↑ Olin:Formulci "kostlivec s jednou kostrou" ve větě "počet kostlivců s jednou kostrou přes všechny kostry" bych raději napsal "kostlivců v jedné kostře".
Ale každopádně je to moc pěkný důkaz!

Nedávno mi vrtalo hlavou, jak to, že počet koster není násobkem počtu hran. Tak jsem metodou dvojího počítání počítal dvakrát počet všech hran ve všech kostrách (každá mockrát!)
1) přes všechny kostry
2) přes kostry, které obsahují danou hranu.
Chvíli mi trvalo, než jsem se ujistil, že jsme oba s Olinem počítali totéž.

Offline

 

#19 08. 01. 2010 22:07

petrkovar
Veterán
Místo: Ostrava/Krmelín
Příspěvky: 1012
Pozice: VŠB - TU Ostrava
Reputace:   23 
Web
 

Re: úlohy na grafy

↑ FabulousDeniska:Tvrzaní neplatí pro K_{1,1}.

Offline

 

#20 08. 01. 2010 22:30 — Editoval Olin (08. 01. 2010 23:01)

Olin
Místo: Brno / Praha
Příspěvky: 2823
Reputace:   81 
 

Re: úlohy na grafy

↑ petrkovar:
Díky, uznání odborníka potěší!

↑ Kondr:
K té sumě - já jsem počítal zase jen počet koster procházejících jednou konkrétní hranou a dobral jsem se k výsledku
$\sum_{k=0}^{n-2} {{n-2} \choose {k}} (k+1)^{k-1} (n-k-1)^{n-k-3}$,

Náznak konvoluce jsem v tom také vypozoroval, dokonce jsem pomyslel na exponenciální vytvořující funkce, ale bohužel s nimi neumím vůbec zacházet, takže jsem tuto cestu opustil. Aspoň jsem ale takto získal numerické výsledky, ze kterých jsem mohl dostat tip na hledaný vzorec.

EDIT: Teď jsem si všiml rozdílu mezi našimi sumami i postupy. Problém je v tom binomickém koeficientu - ty si nevolíš celou jednu komponentu, vždycky už víš, že v té jedné komponentě je jeden daný vrchol a v druhé ten druhý.


Matematika = královna věd. Analýza = královna matematiky. (Teorie množin = bohatství matematiky.)
MKS Náboj iKS

Offline

 

#21 09. 01. 2010 09:16

PeterSheldon
Příspěvky: 128
Reputace:   
 

Re: úlohy na grafy

↑ Olin:

ten důkaz má hodně pěknou myšlenku a suma mi připadá zatím v pořádku..  díky:)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson