图论是离散数学的一个重要分支,主要研究点与点之间相互连接的结构,即图。在电子科技大学的《图论及其应用》第二章中,涉及了关于树、度数、生成树、割边和自环等核心概念。以下是这些知识点的详细说明:
1. **非平凡树的最长路**:非平凡树是指至少有两个顶点的树。证明表明,这样的树的最长路径的两端都是度为1的顶点。这是因为如果最长路径的某端点度大于1,可以通过添加未使用的邻接点形成更长的路径,违反了最长路径的定义。
2. **恰有两个1度顶点的树是路**:这个证明利用了树的性质和握手引理。若树不是一条路,即存在度大于2的顶点,根据握手引理(所有顶点的度数之和等于边数的两倍),会导致边数大于顶点数减1,与树的定义矛盾。因此,这样的树只能是一条路。
3. **树的最小度数与1度顶点数量关系**:如果树的度数下界为k,那么树至少有k个度为1的顶点。反证法指出,如果1度顶点少于k,根据握手定理,边数会小于顶点数减1,这不是树的特性。
4. **森林的奇度点与边的关系**:在森林中,如果恰有k个奇度点,那么森林可以被分解为k条边不重的路径。这是通过归纳法完成的,对于任意大小的森林,都可以找到相应的路径分解。
5. **树的度序列**:正整数序列12(,,,)kd dd表示一棵树的度序列,当且仅当序列和等于所有顶点数减去1(即112(1)nidn)。证明使用了数学归纳,确保无论树的大小如何,这个条件总是成立的。
6. **任意树的子图**:对于任何具有至少k+1个顶点的树T,只要简单图G的最小度数大于等于k,G就一定包含一个与T同构的子图。这个证明同样采用归纳法,每次增加一个顶点,直到构建出与T相同的结构。
7. **生成树与割边、自环**:割边是图中去除后导致图不连通的边,自环是连接同一顶点的边。割边在每棵生成树中都必须存在,而自环不能出现在任何生成树中。这是通过对生成树的性质进行分析得出的。
8. **定理4的证明**:由于没有提供定理4的具体内容,这里无法给出详细的证明。通常,图论中的定理可能涉及图的连通性、欧拉路径、哈密顿回路等问题。
9. **度数为偶数的连通图**:这样的图可以构成一个包含所有边的回路。通过归纳法,可以从图中构造出一个包含所有边的回路,初始时,图中至少有一个圈,然后逐步处理包含偶数度顶点的子图,最终构建出所需回路。
以上就是《图论及其应用》第二章课后习题中涉及的主要知识点,它们深入探讨了树的性质、图的结构以及生成树、割边和自环的概念,这些都是图论中基础而重要的内容。通过理解和掌握这些知识点,可以为进一步研究图论打下坚实的基础。