Графы и их применения — различия между версиями

Материал из Кафедра математической кибернетики
Перейти к: навигация, поиск
Строка 3: Строка 3:
 
Курс читается в 1-м семестре магистратуры, 2 ч лекций, 1 ч семинаров
 
Курс читается в 1-м семестре магистратуры, 2 ч лекций, 1 ч семинаров
  
Лектор: [[Бухман Антон Владимирович]]
+
Лекторы: [[Селезнева Светлана Николаевна]], [[Бухман Антон Владимирович]]
  
 
= Программа курса =
 
= Программа курса =
  
== Часть 1. Теоретические основы ==
+
== Часть 1. ==
  
'''Лекция 1.''' Основные определения. Простейшие свойства графов. Деревья. Теоремы о свойствах деревьев. Остовные деревья.
+
[[gip-l1-selezn.pdf|'''Лекция 1''']]. Графы. Основные определения. Простейшие свойства графов. Пути и цепи в графах. Связность, k-связность. Деревья, корневые деревья. Остовные деревья.
  
'''Лекция 2.''' Число остовных деревьев. Остовные деревья с наибольшим числом висячих вершин. Коды Прюфера. Теорема Кэли.
+
[[gip-l2-selezn.pdf|'''Лекция 2''']]. Точки сочленения и мосты. Связность, k-связность. Двусвязные графы. Компоненты двусвязности (блоки) графа. Дерево блоков и точек сочленения графа.
  
'''Лекция 3.''' Вершинная раскраска графов. Теорема Брукса.  
+
[[gip-l3-selezn.pdf|'''Лекция 3''']]. Деревья. Остовные деревья. Число остовных деревьев помеченного полного графа. Достижимость промежуточного числа висячих вершин в остовном дереве. Оценка числа висячих вершин в остовном дереве.
  
'''Лекция 4.''' Реберная раскраска мультиграфов. Оптимальные раскраски. Теорема Визинга.
+
[[gip-l4-selezn.pdf|'''Лекция 4''']]. Раскраски вершин графов. Хроматическое число графа. Критерий двуцветности графа. Верхние оценки хроматического числа графа. Существование графов без треугольников с произвольно большим хроматическим числом.
  
'''Лекция 5.''' Числа Рамсея, введение в теорию Рамсея. Задача о многоугольниках.
+
[[gip-l5-selezn.pdf|'''Лекция 5''']]. Раскраски ребер графов. Хроматический индекс графа. Хроматический индекс двудольных графов. Верхняя и нижняя оценки хроматического индекса графа.
  
'''Лекция 6.''' Критрий Эйлеровости. Достаточные условия Гамильтоновости.
+
[[gip-l6-selezn.pdf|'''Лекция 6''']]. Наследственные свойства графов. Наибольшее число ребер в графах с наследственным свойством. Наибольшее число ребер в планарных графах. Наибольшее число ребер в графах без полного подграфа с n вершинами.
  
'''Лекция 7.''' Теорема Форда-Фалкерсона и оптимальные потоки в сетях. О паросочетаниях и их связи с потоками.
+
[[gip-l7-selezn.pdf|'''Лекция 7''']]. Числа Рамсея. Верхняя оценка числа Рамсея. Нижняя оценка числа Рамсея.
  
'''Лекция 8.''' Теорема Менгера(формулировка). Основные элементы теории k-связности графов.
+
== Часть 2. ==
 
+
== Часть 2. Алгоритмы ==
+
 
+
'''Лекция 9.''' Представления графа, оценка сложности, сложность простейших операций в разных моделях. Поиск в глубину, ширину. Обоснование сложности и корректности.
+
 
+
'''Лекция 10.''' Построение множества фундаментальных циклов. Построение компонент двусвязности.
+
 
+
'''Лекция 11.''' Построение минимальных остовов. Алгоритм Краскала, алгоритм Прима.
+
 
+
'''Лекция 12.''' Задача Коммивояжера. Её вариации. Сложность решения. Понятие приближённого алгоритма на примере задачи Коммивояжёра.
+
 
+
'''Лекция 13.''' Понятие переборного алгоритма. Как оценивать качество переборного алгоритма. Переборный алгоритм построения всех остовных деревьев данного графа. Граф остовов и его свойства.
+
 
+
== Часть 3. Дополнительные вопросы теории графов ==
+
 
+
'''Лекция 14.''' Теорема Турана. Наследственные свойства графов.
+
 
+
'''Лекция 15.''' Сложность задачи раскраска графа.
+
 
+
'''Лекция 16.''' Введение в теорию матроидов.
+
  
 
= Программа семинарских занятий =
 
= Программа семинарских занятий =
  
'''Семинар 1.''' Остовные деревья. Коды Прюфера.
+
'''Семинар 1. Простейшие свойства графов (повторение)'''.
 +
[5] Гл. 6: 1.3, 1.4, 1.5, 1.13, 1.16, 1.21, 1.22, 1.27, 1.28, 1.29, 1.31, 3.10, 3.14, задачи лекции 1.
  
'''Семинар 2.''' Раскраска графов.
+
'''Семинар 2. Связность, двусвязность графов. Остовные деревья'''.
 +
[5] Гл. 6: 1.24, 1.17, 3.15, задачи лекций 2 и 3.
  
'''Семинар 3.''' Теори Рамсея, эйлеровы и гамильтоновы графы.
+
'''Семинар 3. Раскраски графов. Хроматическое число и хроматический индекс графа'''.
 +
[5] Гл. 6: 2.18, 2.19, 2.20, 2.21, задачи лекций 4 и 5.  
  
'''Семинар 4.''' Теорема Форда-Фалкерсона.
+
'''Семинар 4. Наследственные свойства графов. Числа Рамсея'''.
 +
[5] Гл. 6: 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.13, 2.17, задачи лекций 6 и 7.  
  
'''Семинар 5.''' Фундаментальные циклы и компоненты двусвязности.
+
= Литература =
  
'''Семинар 6.''' Минимальные остовные деревья.
+
'''Основная''':
 +
#Емеличев В.А., Мельников О.И., Сарванов В.И., Тышкевич Р.И. Лекции по теории графов. М.: Либроком, 2009.
 +
#Bondy J.A., Murty U.S.R. Graph theory. Springer, 2008.
 +
#Харари Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973.
 +
#Липский В. Комбинаторика для программистов. М.: Мир, 1988.
 +
#Гаврилов Г.П., Сапоженко А.А. Задачи и упражнения по дискретной математике. М.: Физматлит, 2004.
  
'''Семинар 7.''' NP-полные задачи награфах.
+
'''Дополнительная''':
 
+
'''Семинар 8.''' Переборные алгоритмы на графах.
+
 
+
= Литература =
+
 
#Алексеев В.Б. Лекции по дискретной математике. М.: Инфра-М, 2012.
 
#Алексеев В.Б. Лекции по дискретной математике. М.: Инфра-М, 2012.
 
#Алексеев В.Б. Введение в теорию сложности алгоритмов. М.: Изд. отд. ф-та ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова, 2002.
 
#Алексеев В.Б. Введение в теорию сложности алгоритмов. М.: Изд. отд. ф-та ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова, 2002.
#Гаврилов Г.П., Сапоженко А.А. Задачи и упражнения по дискретной математике. М.: Физматлит, 2004.
 
 
#Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. М.: Мир, 1982.
 
#Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. М.: Мир, 1982.
#Карпов Д.В. Теория графов.
 
#Липский В. Комбинаторика для программистов. М.: Мир, 1988.
 
 
#Оре О. Теория графов. М.: Наука, 1980.
 
#Оре О. Теория графов. М.: Наука, 1980.
 
#Робертс Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам. М.: Наука, 1986.  
 
#Робертс Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам. М.: Наука, 1986.  
 
#Форд Л.Р., Фалкерсон Д.Р. Потоки в сетях. М.: Мир, 1966.  
 
#Форд Л.Р., Фалкерсон Д.Р. Потоки в сетях. М.: Мир, 1966.  
#Харари Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973.
+
 
#Bondy J.A., Murty U.S.R. Graph theory. Springer, 2008. 
+
 
+
 
+
 
+
  
 
[[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]]
 
[[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]]
 
[[Категория:Магистерская программа Дискретные структуры и алгоритмы]]
 
[[Категория:Магистерская программа Дискретные структуры и алгоритмы]]

Версия 11:38, 14 августа 2017

Обязательный курс магистерской программы "Дискретные структуры и алгоритмы"

Курс читается в 1-м семестре магистратуры, 2 ч лекций, 1 ч семинаров

Лекторы: Селезнева Светлана Николаевна, Бухман Антон Владимирович

Программа курса

Часть 1.

Лекция 1. Графы. Основные определения. Простейшие свойства графов. Пути и цепи в графах. Связность, k-связность. Деревья, корневые деревья. Остовные деревья.

Лекция 2. Точки сочленения и мосты. Связность, k-связность. Двусвязные графы. Компоненты двусвязности (блоки) графа. Дерево блоков и точек сочленения графа.

Лекция 3. Деревья. Остовные деревья. Число остовных деревьев помеченного полного графа. Достижимость промежуточного числа висячих вершин в остовном дереве. Оценка числа висячих вершин в остовном дереве.

Лекция 4. Раскраски вершин графов. Хроматическое число графа. Критерий двуцветности графа. Верхние оценки хроматического числа графа. Существование графов без треугольников с произвольно большим хроматическим числом.

Лекция 5. Раскраски ребер графов. Хроматический индекс графа. Хроматический индекс двудольных графов. Верхняя и нижняя оценки хроматического индекса графа.

Лекция 6. Наследственные свойства графов. Наибольшее число ребер в графах с наследственным свойством. Наибольшее число ребер в планарных графах. Наибольшее число ребер в графах без полного подграфа с n вершинами.

Лекция 7. Числа Рамсея. Верхняя оценка числа Рамсея. Нижняя оценка числа Рамсея.

Часть 2.

Программа семинарских занятий

Семинар 1. Простейшие свойства графов (повторение). [5] Гл. 6: 1.3, 1.4, 1.5, 1.13, 1.16, 1.21, 1.22, 1.27, 1.28, 1.29, 1.31, 3.10, 3.14, задачи лекции 1.

Семинар 2. Связность, двусвязность графов. Остовные деревья. [5] Гл. 6: 1.24, 1.17, 3.15, задачи лекций 2 и 3.

Семинар 3. Раскраски графов. Хроматическое число и хроматический индекс графа. [5] Гл. 6: 2.18, 2.19, 2.20, 2.21, задачи лекций 4 и 5.

Семинар 4. Наследственные свойства графов. Числа Рамсея. [5] Гл. 6: 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.13, 2.17, задачи лекций 6 и 7.

Литература

Основная:

  1. Емеличев В.А., Мельников О.И., Сарванов В.И., Тышкевич Р.И. Лекции по теории графов. М.: Либроком, 2009.
  2. Bondy J.A., Murty U.S.R. Graph theory. Springer, 2008.
  3. Харари Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973.
  4. Липский В. Комбинаторика для программистов. М.: Мир, 1988.
  5. Гаврилов Г.П., Сапоженко А.А. Задачи и упражнения по дискретной математике. М.: Физматлит, 2004.

Дополнительная:

  1. Алексеев В.Б. Лекции по дискретной математике. М.: Инфра-М, 2012.
  2. Алексеев В.Б. Введение в теорию сложности алгоритмов. М.: Изд. отд. ф-та ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова, 2002.
  3. Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. М.: Мир, 1982.
  4. Оре О. Теория графов. М.: Наука, 1980.
  5. Робертс Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам. М.: Наука, 1986.
  6. Форд Л.Р., Фалкерсон Д.Р. Потоки в сетях. М.: Мир, 1966.