Rovinný graf: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
základ
 
m pár menších úprav, wiki apod., ale matematika na začátku pořád není úplně ideální…
Řádek 1:
'''Rovinný graf''' je [[graf]], pro který existuje takové '''rovinné nakreslení''', že se žádné dvě hrany nekříží (podrobněji viz níže).
 
== Rovinné nakreslení ==
''Oblouk'' je [[podmnožina]] [[rovina|roviny]] tvaru <math>\sigma(<0,1>)</math>, kde <math>\sigma: [0, 1] \rightarrow \mathbb{R}^2</math> je nějaké [[spojité zobrazení|spojité]] a [[prosté zobrazení|prosté]] (až na koncové body) [[zobrazení]] [[interval (matematika)|intervalu]] [<0, &nbsp;1]> do roviny. Body <math>\sigma(0)</math> a <math>\sigma(1)</math> se nazývají ''koncové body'' oblouku. <BR>
''Rovinné nakreslení'' je pak zobrazení ''b'', které každému vrcholu ''v'' přiřazuje bod roviny ''b(v)'' a hraně ''{i, j}'' přiřadí oblouk s koncovými body <math>\sigma(i)</math> a <math>\sigma(j)</math>. Zobrazení je prosté (různým vrcholům odpovídají různé body roviny) a žádný bod ''b(v)'' není nekoncovým bodem žádného oblouku. Graf spolu s takovýmto zobrazením nazveme ''topologický graf''. <BR>
Topologický graf je rovinný, pokud libovolné dva oblouky odpovídající hranám ''e'' a ''f'' (<math>e \ne f\;</math>) mají společné nejvýše koncové body.
 
''Rovinné nakreslení'' je pak zobrazení ''b'', které každému vrcholu ''v'' přiřazuje bod roviny ''b(v)'' a hraně ''{i, j}'' přiřadí oblouk s koncovými body <math>\sigma(i)</math> a <math>\sigma(j)</math>. Zobrazení je prosté (různým vrcholům odpovídají různé body roviny) a žádný bod ''b(v)'' není nekoncovým bodem žádného oblouku. Graf spolu s takovýmto zobrazením nazveme ''topologický graf''. <BR>
== Stěna grafu ==
Nechť <math>A\subseteq\mathbb{R}^2</math> je nějaká podmnožina roviny. Nazveme ji ''souvislou'', pokud pro <math>\forall x, y \in A\;</math> platí, že existuje oblouk ''o'' s koncovými body ''x'' a ''y'' takový, že <math>o\subseteq A</math>. Oblouky příslušné hranám nějakého topologického grafu pak podle této [[relace]] souvislosti rozdělují rovinu na třídy [[ekvivalence]], které se nazývají ''stěny'' grafu.
 
Topologický graf je rovinný, pokud libovolné dva oblouky odpovídající hranám ''e'' a ''f'' (<math>''e \''&nbsp;&ne f\;</math>&nbsp;''f'') mají společné nejvýše koncové body.
 
== Stěna grafu ==
Nechť <math>A\subseteq\mathbb{R}^2</math> je nějaká podmnožina roviny. Nazveme ji ''souvislou'', pokud pro <math>\forall x, y \in A\;</math> platí, že existuje oblouk ''o'' s koncovými body ''x'' a ''y'' takový, že <math>o\subseteq A</math>. Oblouky příslušné hranám nějakého topologického grafu pak podle této [[relace]] souvislosti rozdělují rovinu na třídy [[třída ekvivalence|třídy ekvivalence]], které se nazývají ''stěny'' grafu.
 
== Charakterizace rovinných grafů ==
 
=== [[Kazimierz Kuratowski|Kuratowského]] věta ===
Graf ''G'' je rovinný právě tehdy, není-li žádný jeho [[podgraf]] izomorfní [[dělení grafu]] <math>K_5</math> ani <math>K_{3, 3}</math>. (<math>K_5</math> označuje [[úplný graf]] na pěti vrcholech, <math>K_{3, 3}</math> pak úplný [[bipartitní graf]].)
 
|[[Soubor:Graf K4 v rovině.PNG|center|frame|''K''<mathsub>K_44</mathsub>'', úplný graf na 4 vrcholech, lze zakreslit do roviny bez křížení hran. Pro ''K''<mathsub>K_55</mathsub> ''to možné není.'']]
{|
| [[Soubor:Graf K4 v rovině.PNG|Úplný graf na 4 vrcholech v rovině]]
|-
| <math>K_4</math>'', úplný graf na 4 vrcholech, lze zakreslit do roviny bez křížení hran. Pro ''<math>K_5</math> ''to možné není.''
|}
 
=== [[Eulerův vzorec]] ===
Pro rovinné grafy také platí následující vzorec, je to ovšem pouze [[implikace]]:
Je-li ''G ''&nbsp;= &nbsp;''(V, &nbsp;E)'' rovinný graf, pak <math>|V| - |E| +\ s = 2</math>, kde ''s'' je počet stěn nějakého rovinného nakreslení tohoto grafu.
 
Obrázek[[Soubor:Graf K4 - Euler.PNG|center|frame|Příklad ukazuje graf ''K''<mathsub>K_44</mathsub> se 4 vrcholy, 6 hranami a vyznačenými 4 stěnami. Eulerův vztah platí, 4 - &nbsp;&minus;&nbsp;6 &nbsp;+ &nbsp;4 &nbsp;= &nbsp;2.]]
==== Příklad ====
[[Soubor:Graf K4 - Euler.PNG|Graf K4 s vyznačenými stěnami]]
 
Obrázek ukazuje graf <math>K_4</math> se 4 vrcholy, 6 hranami a vyznačenými 4 stěnami. Eulerův vztah platí, 4 - 6 + 4 = 2.
 
=== Maximální počet hran ===
Je-li ''G &nbsp;= &nbsp;(V, &nbsp;E)'' rovinný graf, pak platí, že <math>|E|\le 3|V| - 6</math>. Neobsahuje-li navíc tento graf jako podgraf trojúhelník jako (tj. <math>K_3</math>, úplný graf na 3 vrcholech), pak <math>|E|\le 2|V| - 4</math>.
 
Z prvního tvrzení vyplývá důležitý fakt, a to, že každý rovninný graf má alespoň jeden [[graf#základní pojmy|vrchol]] [[stupeň vrcholu|stupně]] nejvýše 5. Díky tomuto faktu lze následně dokázat, že [[chromatické číslo]] každého rovinného grafu je nejvýše 5.
 
== Podívejte se také na ==
*[[Duální graf]]
*[[Barvení grafu]]
 
[[Kategorie:Teorie grafů]]
 
[[de:Planarer Graph]]
Řádek 45 ⟶ 42:
[[pt:Grafo planar]]
[[th:&#3585;&#3619;&#3634;&#3615;&#3648;&#3594;&#3636;&#3591;&#3619;&#3632;&#3609;&#3634;&#3610;]]
 
[[Kategorie:Teorie grafů]]