_112. Матрицы графов
Пусть D = (V, X) – орграф, где V = {v1, …, vn}, X = {x1, … , xm}.
Определение. Матрицей смежности орграфа D называется квадратичная матрица A(D) = [aij] порядка П, у которой

Определение. Если вершина V является крнцом ребра Х, то говорят, что V и Х – инциндентны.
Определение. Матрицей инциндентности оргафа D называется матрица размерности П´Т B(D) = [bij], у которой

Пример. Записать матрицы смежности и инцидентности для графа, изображенного на рисунке.
X1

V1 X4 V2
X2
X3
V3
Составим матрицу смежности:
| 
             V1  | 
            
             V2  | 
            
             V3  | 
        |
| 
             V1  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
            
             0  | 
        
| 
             V2  | 
            
             1  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
        
| 
             V3  | 
            
             1  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
        
Т. е. 
 - матрица смежности.
Матрица инциндентности:
| 
             X1  | 
            
             X2  | 
            
             X3  | 
            
             X4  | 
        |
| 
             V1  | 
            
             -1  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
        
| 
             V2  | 
            
             1  | 
            
             -1  | 
            
             0  | 
            
             -1  | 
        
| 
             V3  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
            
             -1  | 
            
             0  | 
        
Т. е. 
Если граф имеет кратные дуги (ребра), то в матрице смежности принимается Aij=K, где K – кратность дуги (ребра).
С помощью матриц смежности и инциндентности всегда можно полностью определеить граф и все его компоненты. Такой метод задания графов очень удобен для обработки данных на ЭВМ.
Пример. Задана симметрическая матрица Q неотрицательных чисел. Нарисовать на плоскости граф G(V, X), имеющий заданную матицу Q своей матрицей смежности. Найти матрицу инциндентности R графа G. Нарисованть также орграф 
, имеющий матрицу смежности Q, определить его матрицу инциндентности С.

X4
x3
v2
x2 x5
x6
x1 v1 v3 x7 x8
x10
x11 x9
v4
Составим матрицу инциндентности:
| 
             X1  | 
            
             X2  | 
            
             X3  | 
            
             X4  | 
            
             X5  | 
            
             X6  | 
            
             X7  | 
            
             X8  | 
            
             X9  | 
            
             X10  | 
            
             X11  | 
        |
| 
             V1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
        
| 
             V2  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
            
             0  | 
        
| 
             V3  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
        
| 
             V4  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             0  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
            
             1  | 
        
Итого: 
Построим теперь ориентированный граф с заданной матрицей смежности.






X4
x5

 v2
![]()

 x2 x7

 х3 x6

 x1 v1 х8 v3 x10 x11
х9
х17 х15 x14
x16 х13 x12
v4
Составим матрицу инциндентности для ориетированного графа.
Элемент матрицы равен 1, если точка является концом дуги, -1 – если началом дуги, если дуга является петлей, элемент матрицы запишем как ±1.

Таким образом, операции с графами можно свести к операциям с их матрицами.
| < Предыдущая | Следующая > | 
|---|