离散数学8:树

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无向树

无向树即 连通无回路 的无向图。

无向树中的结点分为两类:树叶(度为1)、分支点(度大于1)。

度大于1
度为1
无向树
分支点
树叶

无向树的性质

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  • n阶非平凡的无向树至少有两片树叶
  • 阶大于等于3的树必有割点
  • 树中分支点必为割点,树中边均为 去掉任意一条边都会使图不再连通。
  • 含有 n n n个顶点的树,边的数目为 n − 1 n-1 n1,度数为 2 ( n − 1 ) 2(n-1) 2(n1).

G G G n n n m m m条边的无向连通图,则 m ≥ n − 1 m \ge n-1 mn1.
即树是最弱的无向连通图。

生成树

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任何无向连通图都存在生成树

定理:无向图 G G G有生成树 ⟺ \Longleftrightarrow G G G是连通图

无向连通图中的边可分为两类:参与构成生成树的树枝、不参与构成生成树的(参与构成余树)。

树枝
生成树
余树

对于含 m m m条边的 n n n阶无向连通图,其生成树的边的数目为 n − 1 n-1 n1,弦的数目为 m − ( n − 1 ) m-(n-1) m(n1).

注意:余树不一定连通,也不一定含有回路,因此余树不一定是树。

连通图和它的生成树的差别在于图中可能包含回路,生成树中不包含回路。
一般情况下,连通图的生成树不唯一
凯莱公式: K n 的 生 成 树 的 个 数 为 n n − 2 K_n的生成树的个数为n^{n-2} Knnn2.

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因此对于含 m m m条边的 n n n阶无向连通图,其 m − ( n − 1 ) m-(n-1) m(n1)条弦可构成 m − ( n − 1 ) m-(n-1) m(n1)基本回路,所有基本回路构成的集合称为基本回路系统 m − ( n − 1 ) m-(n-1) m(n1)称为圈秩

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注意:基本割集是针对整个图而言的。
基本割集中仅含一条树枝,其余均为弦。
求基本割集的简单方法:取生成树中的某一树枝,将该树枝所连个两个“连通分量”圈出,则整个图中沟通这两个集合的所有边即构成基本割集。

每个树枝唯一对应一个基本割集,因此基本割集的数目与树枝数目相同,为 n − 1 n-1 n1,称为割集秩

根树

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入度为0
入度为1,出度大于0
入度为1,出度为0
根树
树根
内点
树叶
分支点

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r 叉 树 → r 叉 正 则 树 → r 叉 完 全 树 r叉树\rightarrow r叉正则树 \rightarrow r叉完全树 rrr

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