ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo
Дискретные структуры
МФТИ, осень 2013
Александр Дайняк
www.dainiak.com
Раскраски вершин и рёбер
Раскраски вершин и рёбер
Примеры задач о раскраске
• Сотовый оператор установил в городе свои антенны. Некоторые
пары антенн расположены близко друг к другу и вынуждены
использовать разные частоты.
Сколько радиочастот придётся выкупить сотовому оператору у
городских властей?
• Лидеры стран G-20 собрались на саммит. Некоторые пары
участников хотят побеседовать друг с другом наедине. У каждого
участника на одну такую встречу уходит один день.
Во сколько дней можно уложить саммит?
Примеры задач о раскраске
Исторически первая задача о раскраске:
• Сколько цветов достаточно использовать в типографии, чтобы
можно было напечатать любую географическую карту (так, чтобы
граничащие друг с другом страны не сливались на карте)?
Примеры задач о раскраске
Задачу о раскраске карт можно переформулировать на языке
раскрасок, рассмотрев планарный граф,
двойственный карте:
• Сколькими цветами можно правильно раскрасить любой
планарный граф?
Хроматическое число
Хроматическое число
Хроматическое число — это минимальное количество
независимых множеств, на которое можно разбить множество
вершин графа.
Хроматический индекс — это минимальное количество
паросочетаний, на которое можно разбить множество рёбер графа.
Нижние оценки
хроматического числа
«Жадный» алгоритм раскраски
«Жадный» алгоритм раскраски
«Жадный» алгоритм раскраски
«Жадный» алгоритм раскраски
Теорема Брукса
Раскраски и укладки графов
Оценки хроматического индекса
Теорема Визинга
На заметку
Укладки графов
Укладки графов
Планарные графы
Планарный граф — это граф, для которого существует
плоская укладка.
Например, граф планарный
Планарные графы
Грань укладки — это область поверхности, отделяемая
укладкой.
Пример:
Планарные графы на сферах
Утверждение. Граф планарен т. и т.т., когда его можно
уложить на сфере.
Идея доказательства.
Используем стереографическую проекцию. Единственное
требование —
чтобы центр проекции
не совпадал с вершиной
графа и не лежал на ребре.
Циклы в планарных графах
Циклы в планарных графах
Затем выполняем инверсию плоскости относительно этой окружности.
Циклы в планарных графах
Формула Эйлера
Формула Эйлера
Формула Эйлера
Формула Эйлера
Рёбра и грани
Число рёбер в планарных графах
Непланарные графы
Непланарные графы
Стягивание рёбер
Стягивание рёбер
Стягивание рёбер
Миноры
Планарные графы и миноры
Планарные графы и миноры

More Related Content

Viewers also liked (12)

Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.
Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.
Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.
Alex Dainiak
Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.
Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.
Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.
Alex Dainiak
Основные определения теории графов. Деревья.
Основные определения теории графов. Деревья.Основные определения теории графов. Деревья.
Основные определения теории графов. Деревья.
Alex Dainiak
Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.
Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.
Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.
Alex Dainiak
Основы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графы
Основы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графыОсновы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графы
Основы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графы
Alex Dainiak
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—Фалкерсона
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—ФалкерсонаОсновы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—Фалкерсона
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—Фалкерсона
Alex Dainiak
Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.
Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.
Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.
Alex Dainiak
Основы теории графов 07: сепараторы в планарных графах
Основы теории графов 07: сепараторы в планарных графахОсновы теории графов 07: сепараторы в планарных графах
Основы теории графов 07: сепараторы в планарных графах
Alex Dainiak
Основы теории графов 08: раскраски и списочные раскраски
Основы теории графов 08: раскраски и списочные раскраскиОсновы теории графов 08: раскраски и списочные раскраски
Основы теории графов 08: раскраски и списочные раскраски
Alex Dainiak
Асимптотики комбинаторных чисел
Асимптотики комбинаторных чиселАсимптотики комбинаторных чисел
Асимптотики комбинаторных чисел
Alex Dainiak
Основы теории графов 03: связность
Основы теории графов 03: связностьОсновы теории графов 03: связность
Основы теории графов 03: связность
Alex Dainiak
Автоморфизмы графов. Перечисление графов.
Автоморфизмы графов. Перечисление графов.Автоморфизмы графов. Перечисление графов.
Автоморфизмы графов. Перечисление графов.
Alex Dainiak
Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.
Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.
Гиперграфы. Покрытия. Жадный алгоритм.
Alex Dainiak
Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.
Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.
Эйлеровы и гамильтоновы циклы. Теорема Турана.
Alex Dainiak
Основные определения теории графов. Деревья.
Основные определения теории графов. Деревья.Основные определения теории графов. Деревья.
Основные определения теории графов. Деревья.
Alex Dainiak
Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.
Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.
Группы. Теоремы Кэли, Лагранжа, Силова.
Alex Dainiak
Основы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графы
Основы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графыОсновы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графы
Основы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графы
Alex Dainiak
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—Фалкерсона
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—ФалкерсонаОсновы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—Фалкерсона
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—Фалкерсона
Alex Dainiak
Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.
Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.
Обращение Мёбиуса. Разбиения чисел на слагаемые.
Alex Dainiak
Основы теории графов 07: сепараторы в планарных графах
Основы теории графов 07: сепараторы в планарных графахОсновы теории графов 07: сепараторы в планарных графах
Основы теории графов 07: сепараторы в планарных графах
Alex Dainiak
Основы теории графов 08: раскраски и списочные раскраски
Основы теории графов 08: раскраски и списочные раскраскиОсновы теории графов 08: раскраски и списочные раскраски
Основы теории графов 08: раскраски и списочные раскраски
Alex Dainiak
Асимптотики комбинаторных чисел
Асимптотики комбинаторных чиселАсимптотики комбинаторных чисел
Асимптотики комбинаторных чисел
Alex Dainiak
Основы теории графов 03: связность
Основы теории графов 03: связностьОсновы теории графов 03: связность
Основы теории графов 03: связность
Alex Dainiak
Автоморфизмы графов. Перечисление графов.
Автоморфизмы графов. Перечисление графов.Автоморфизмы графов. Перечисление графов.
Автоморфизмы графов. Перечисление графов.
Alex Dainiak

More from Alex Dainiak (19)

Конспект лекций по теории кодирования
Конспект лекций по теории кодированияКонспект лекций по теории кодирования
Конспект лекций по теории кодирования
Alex Dainiak
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкость
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкостьГрафовая модель канала связи. Шенноновская ёмкость
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкость
Alex Dainiak
Приложения теории кодирования
Приложения теории кодированияПриложения теории кодирования
Приложения теории кодирования
Alex Dainiak
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизации
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизацииЦиклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизации
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизации
Alex Dainiak
Циклические коды. Граница БЧХ
Циклические коды. Граница БЧХЦиклические коды. Граница БЧХ
Циклические коды. Граница БЧХ
Alex Dainiak
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодирования
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодированияКоды на основе многочленов и алгоритмы их декодирования
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодирования
Alex Dainiak
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—Шпильмана
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—ШпильманаЗадача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—Шпильмана
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—Шпильмана
Alex Dainiak
Линейные коды
Линейные кодыЛинейные коды
Линейные коды
Alex Dainiak
Границы Плоткина и Элайеса—Бассалыго
Границы Плоткина и Элайеса—БассалыгоГраницы Плоткина и Элайеса—Бассалыго
Границы Плоткина и Элайеса—Бассалыго
Alex Dainiak
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.
Alex Dainiak
Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.
Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.
Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.
Alex Dainiak
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.Коды Адамара. Каскадные коды Форни.
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.
Alex Dainiak
Визуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарности
Визуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарностиВизуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарности
Визуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарности
Alex Dainiak
Визуализация графов: укладки деревьев
Визуализация графов: укладки деревьевВизуализация графов: укладки деревьев
Визуализация графов: укладки деревьев
Alex Dainiak
Визуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладке
Визуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладкеВизуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладке
Визуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладке
Alex Dainiak
Визуализация графов: история
Визуализация графов: историяВизуализация графов: история
Визуализация графов: история
Alex Dainiak
Визуализация графов: нижние оценки и NP-трудность
Визуализация графов: нижние оценки и NP-трудностьВизуализация графов: нижние оценки и NP-трудность
Визуализация графов: нижние оценки и NP-трудность
Alex Dainiak
Размерность Вапника—Червоненкиса
Размерность Вапника—ЧервоненкисаРазмерность Вапника—Червоненкиса
Размерность Вапника—Червоненкиса
Alex Dainiak
Теорема Алона о нулях и её применения
Теорема Алона о нулях и её примененияТеорема Алона о нулях и её применения
Теорема Алона о нулях и её применения
Alex Dainiak
Конспект лекций по теории кодирования
Конспект лекций по теории кодированияКонспект лекций по теории кодирования
Конспект лекций по теории кодирования
Alex Dainiak
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкость
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкостьГрафовая модель канала связи. Шенноновская ёмкость
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкость
Alex Dainiak
Приложения теории кодирования
Приложения теории кодированияПриложения теории кодирования
Приложения теории кодирования
Alex Dainiak
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизации
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизацииЦиклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизации
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизации
Alex Dainiak
Циклические коды. Граница БЧХ
Циклические коды. Граница БЧХЦиклические коды. Граница БЧХ
Циклические коды. Граница БЧХ
Alex Dainiak
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодирования
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодированияКоды на основе многочленов и алгоритмы их декодирования
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодирования
Alex Dainiak
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—Шпильмана
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—ШпильманаЗадача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—Шпильмана
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—Шпильмана
Alex Dainiak
Линейные коды
Линейные кодыЛинейные коды
Линейные коды
Alex Dainiak
Границы Плоткина и Элайеса—Бассалыго
Границы Плоткина и Элайеса—БассалыгоГраницы Плоткина и Элайеса—Бассалыго
Границы Плоткина и Элайеса—Бассалыго
Alex Dainiak
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.
Alex Dainiak
Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.
Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.
Алфавитное кодирование. Коды с минимальной избыточностью. Теорема Макмиллана.
Alex Dainiak
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.Коды Адамара. Каскадные коды Форни.
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.
Alex Dainiak
Визуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарности
Визуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарностиВизуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарности
Визуализация графов: left-right алгоритм распознавания планарности
Alex Dainiak
Визуализация графов: укладки деревьев
Визуализация графов: укладки деревьевВизуализация графов: укладки деревьев
Визуализация графов: укладки деревьев
Alex Dainiak
Визуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладке
Визуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладкеВизуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладке
Визуализация графов: теорема Татта о барицентрической укладке
Alex Dainiak
Визуализация графов: история
Визуализация графов: историяВизуализация графов: история
Визуализация графов: история
Alex Dainiak
Визуализация графов: нижние оценки и NP-трудность
Визуализация графов: нижние оценки и NP-трудностьВизуализация графов: нижние оценки и NP-трудность
Визуализация графов: нижние оценки и NP-трудность
Alex Dainiak
Размерность Вапника—Червоненкиса
Размерность Вапника—ЧервоненкисаРазмерность Вапника—Червоненкиса
Размерность Вапника—Червоненкиса
Alex Dainiak
Теорема Алона о нулях и её применения
Теорема Алона о нулях и её примененияТеорема Алона о нулях и её применения
Теорема Алона о нулях и её применения
Alex Dainiak

Раскраски и укладки графов