100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na betaling Zowel online als in PDF Je zit nergens aan vast
logo-home
Samenvatting Graph Theory €6,49
In winkelwagen

Samenvatting

Samenvatting Graph Theory

 0 keer verkocht

Samenvatting van het vak Graph Theory, gegeven aan de Universiteit van Maastricht. Contains at least the following topics: graphs cliques tours paths flows walks map graphs

Voorbeeld 2 van de 8  pagina's

  • 23 oktober 2021
  • 8
  • 2018/2019
  • Samenvatting
Alle documenten voor dit vak (1)
avatar-seller
FamkeNouwens
Graph Theory Matús Mihalák




General graphs
A graph G has vertices V and edges E, notation: G = (V, E).
• ∑𝑣∈𝑉 𝑑(𝑣) = 2|𝐸| (sum of all degrees of vertices is equal to twice the number of edges)
• 𝛿(𝐺): minimum degree of G → vertex with the minimum degree (𝛿(𝐺) ≤ 𝑛 − 1)
• ∆(𝐺): maximum degree of G → vertex with the maximum degree
∑𝑣∈𝑉 𝑑(𝑣)
• 𝑑(𝐺): average degree of G ( )
|𝑉|
• Isomorphism: graphs that have the same number of vertices and edges and the same
edge connectivity (same vertices must be connected to each other).
Both graphs should have:
- Same |V| and |E|
- Same degree at every edge
- Same length of cycles
• Complete graph: every vertex is connected to every other vertex.
• Simple graph: unweighted, undirected graph containing no loops or multiple edges.

Vertices
• Number of vertices = |V| = n.
• Degree of a vertex = d(v).
• Vertices u and v are adjacent (neighbours) if there exists an edge with vertices u and v
and endpoints in E ( {𝑢, 𝑣} ∈ 𝐸 ).
• For an edge e= {u, v}, u and v are endpoints or end-vertices of edge e.
• Neighbourhood of a vertex v in a graph G= (V, E) is a set of all vertices that are connected
by edges to vertex v: 𝑁𝐺 (𝑣) = {𝑢|𝑢 ∈ 𝑉 ∧ {𝑢, 𝑣} ∈ 𝐸}
• A vertex with degree 1 is a leaf (especially makes sense in a tree).

Edges
• Number of edges = |E| = m.
• Edge e is incident to vertex v if there exists an edge e in E that has v as an endpoint.

A clique is a subset of vertices such that every vertex is connected to every other vertex in the
clique, meaning the subgraph (clique) is complete.
𝑉 ′ ⊆ 𝑉 such that ∀ 𝑢, 𝑣 ∈ 𝑉 ′ : {𝑢, 𝑣} ∈ 𝐸


Tours
Path: a set of vertices and a set of edges that connect every vertex to the next vertex in the set.
So it is a non-empty graph P= (V, E) of the form V= {x0, x1, …, xk}, E= {x0x1, x1x2, …, xk-1xk} and every
xi,xj (i≠j) are distinct vertices.
• Length of a path P is the number of edges of P (|E|)
• Pxi: x0,x1,…,xi
xiP: xi,xi+1,…,xk
xiPxj: xi,…,xj
• Two paths P and P’ are independent if none of the paths contains an inner vertex of the
other path, but they may contain end-vertices of the other path.

, • d(u, v): distance between vertices u and v is the length of the shortest path from u to v.
If no path exists, then d(u, v) = ∞.
• Shortest path
- dk[u]: weight of shortest s-u path using ≤ k edges
- Computing this u-v path by Dijkstra’s algorithm for positive weights (O(n
Log(n)+m)):
▪ Greedy algorithm
▪ Maintain d[v] for all v in V, upper-bound on d (u,v)= ∞
▪ D[v]=0 and S=∅
▪ Step-by-step, d[v] becomes d(u,v):
WHILE S≠V DO
u⟵arg minv⊆V\S d[v] (minimum of d[v]-list)
S⟵ S ∪ {u}
∀ edges (u,x) ∈ E:
IF d[x]>d[u]+w(u,x)THEN
d[x]:= d[u]+w(u,x)
▪ Keeps S⊆V, a set of “fixed” vertices for which d[v]=dist(u,v)
- Bellman-Ford algorithm (O(nm)):
▪ D[v]:= ∞, 𝜋[v]=NIL (undefined)
▪ D[s]=0, 𝜋[s]=s
▪ FOR k=1 to n-w DO
• ∀ edges (u,v) ∈E
o IF d[v]>d[u]+w(u,v) THEN
D[v]:= d[u]+w(u,v)
𝜋[v]=u
▪ After round i: d[v1] = d(s, vi)
▪ There is a negative cycle in G if and only if ∃ edge (u, v) ∈ E:
𝑑[𝑣] > 𝑑[𝑢] + 𝑤(𝑢, 𝑣). So, using n edges to get cheaper to v means there
is a negative cycle.
- Path P from s-t is a shortest path, then ∀ u, v ∈ P, uPv is a shortest u-v path in G (if
no negative weighted cycles in G).
▪ Keep d[v] upper-bound on d(s,v)
▪ Keep 𝜋[v] predecessor of v on a shortest s-v path
▪ Compute shortest s-v paths using at most k
edges (k=0,1,…,n-1)
▪ Example:
• K=0 d[s]=0 - d[v1] = d[v2] = d[v3] = d[t]= ∞
• K=1 d[s]=0 - d[v1]=11 - d[v2]=8 - d[v3]= ∞ - d[t]=10
• K=2 d[s]=0 - d[v1]=11 - d[v2]=8 - d[v3]=10 - d[t]=9
• K=3 d[s]=0 - d[v1]=11 - d[v2]=8 - d[v3]=10 - d[t]=7
• diam(G): diameter is the largest distance between any two vertices u and v (so the largest
shortest path!)
• G is disconnected if there exists u and v such that there is no path from u to v.
• Alternating path: a path in G starting with an unmatched vertex and edges on the path
alternate with “∉ 𝑀” and “∈ 𝑀”.
• Augmenting path is a path P in a graph G= (V, E) with a matching M (improved idea of the
maximum matching algorithm).
- It starts and ends with an unmatched vertex.
- Every second edge in P is ∈ M.
- Then, augment matching along path P, i.e. flipping.
• The algorithm returns a maximum matching, because for any matching M of graph G:

Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:

Verzekerd van kwaliteit door reviews

Verzekerd van kwaliteit door reviews

Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!

Snel en makkelijk kopen

Snel en makkelijk kopen

Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.

Focus op de essentie

Focus op de essentie

Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.

Van wie koop ik deze samenvatting?

Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper FamkeNouwens. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.

Zit ik meteen vast aan een abonnement?

Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €6,49. Je zit daarna nergens aan vast.

Is Stuvia te vertrouwen?

4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)

Afgelopen 30 dagen zijn er 65507 samenvattingen verkocht

Opgericht in 2010, al 15 jaar dé plek om samenvattingen te kopen

Start met verkopen
€6,49
  • (0)
In winkelwagen
Toegevoegd