📜  数学|图论练习题

📅  最后修改于: 2021-04-23 18:06:23             🧑  作者: Mango

问题1 – Geeksland有25部电话。是否可以用电线连接它们,以便每部电话恰好与另外7部电话相连。
解决方案–让我们假设这样的安排是可能的。可以将其视为图形,其中电话使用顶点表示,电话使用边缘表示。现在,此图中有25个顶点。图中每个顶点的度为7。

通过握手引理,我们知道。

sum of degrees of all vertices = 2*(number of edges)
number of edges = (sum of degrees of all vertices) / 2

我们需要了解一条边连接两个顶点。因此,所有顶点的度数之和等于边数的两倍。
所以,

25*7 = 2*(number of edges)
number of edges = 25*7 / 2 = 87.5

这不是整数。结果,我们可以得出结论,我们的假设是错误的,并且这样的安排是不可能的。

问题2 –下图显示了3 * 3网格上的骑士排列。

图–初始状态

是否可以使用有效的骑士动作达到如下所示的最终状态?


图–最终状态

解决方案–否。您可能会认为您需要成为一名优秀的国际象棋手才能破解上述问题。但是,以上问题可以使用图形解决。但是我们应该画什么样的图呢?如下所示,让9个顶点中的每一个都由一个数字表示。

现在,我们将网格的每个正方形视为图形中的一个顶点。如果可以在图中的相应正方形之间进行有效的骑士移动,则图中的两个顶点之间将存在一条边。例如,如果考虑正方形1,则具有有效骑士移动的可达到正方形为6和8。可以说顶点1连接到图中的顶点6和8。

同样,我们可以绘制整个图形,如下所示。显然,从任何正方形都无法到达顶点5。因此,没有一条边连接到顶点5。

我们在图中使用空心圆描绘一个白色的骑士,在实心圆描绘一个黑色的骑士。因此,图的初始状态可以表示为:


图–初始状态

最终状态表示为:


图–最终状态

注意,为了达到最终状态,需要存在两个骑士(黑骑士和白骑士交叉)的路径。我们只能在图上按顺时针或逆时针方向移动骑士(如果在图上连接了两个顶点:这意味着网格上存在相应的骑士移动)。但是,骑士在图表上出现的顺序无法更改。骑士无法跨越(一个顶点上不能存在两个骑士)另一个骑士来达到最终状态。因此,我们可以得出结论,无论最后的安排是什么,都是不可能的。

问题3:在平面中绘制了9条线段。每个线段是否可能恰好相交3个其他线段?
解决方案:这个问题一开始似乎很困难。我们可以考虑使用图形来解决它。但是,我们如何绘制图形。如果我们尝试通过使用线段作为图形的边缘来解决此问题,那么我们似乎一无所获(最初听起来很混乱)。在这里,我们需要考虑一个图形,其中每个线段都表示为一个顶点。现在,如果相应的线段相交,则此图的两个顶点已连接。

现在,该图具有9个顶点。每个顶点的度为3。

我们知道对于一个图
所有顶点的度数总和= 2 *图形中的边数
由于上述问题中的顶点度数之和为9 * 3 = 27,即奇数,因此这种布置是不可能的。