tema 1 matemática discreta

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  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    1/55

    Tema 1: 1

    Un comisario de policía ha de investigar el asesinato delrecepcionista de un hotel. Según precisan fuentes forenses, tuvo

    lugar entre las 1:30 y las 6:30 de la madrugada previa. Por las

    cámaras del circuito cerrado de seguridad del hotel (las cuales

    lamentablemente no grabaron el fatídico suceso), el comisario

    tiene constancia de que a la escena del crimen solo tuvieronacceso 6 personas en esa franja horaria. De hecho, las cámaras

     pudieron grabar que todas ellas hablaron con el asesinado cuando

    llegaron al hotel para comenzar la jornada laboral propia del

    turno de noche. Tras un intenso interrogatorio, llama la atención

    al comisario que, a la pregunta: ¿con cuántos de entre los otrossospechosos y el difunto recepcionista mantuvo contacto durante

    la madrugada pasada?, ha recibido 6 respuestas diferentes de los

    6 sospechosos. A ciencia cierta sabe que al menos uno de los

    sospechosos miente. ¿Cómo ha llegado a esta conclusión? ¿Es

    posible averiguar quién miente?

    Problema 1

       M

       A   T   E   M    Á   T   I   C   A   D

       I   S   C   R   E   T   A

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    2/55

    Tema 1: 2

    Una organización de tímidos anónimos realiza encuentros

     periódicos de confraternización entre sus afiliados durante fines

    de semana, al que acuden 50 matrimonios. En estos encuentros,

    los asistentes dialogan dos a dos por periodos de 10 minutos,

    transcurridos los cuales cambian de contertulio. La tradición

    impone ciertas reglas para facilitar la confraternización: está

    terminantemente prohibido que un matrimonio converse entre sí,

    así como que dos mismas personas hablen juntos más de una vez.

    Con intención de realizar un estudio estadístico para sopesar el

    éxito de la convocatoria, el secretario de la organización solicita

    a la salida del encuentro de cada asistente (incluida su propia

    esposa) el número de personas con los que ha conversado,

    recibiendo sorprendentemente una respuesta distinta en cada

    ocasión. Determinar la duración mínima del encuentro, la

    cantidad de parejas de diálogo que se formaron a lo largo de la

    velada, así como el número de conversaciones en que

     participaron el secretario y su mujer.

    Problema 2

       M

       A   T   E   M    Á   T   I   C   A   D

       I   S   C   R   E   T   A

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    3/55

    Tema 1: 3

    Determinar una estrategia ganadora para el juego de sumar 31, enel que dos jugadores se turnan para sumar 1, 2 ó 3 a la cantidad

    que ha dicho el contrincante, ganando el que llega a sumar de

    manera exacta 31.

    Problema 3

       M

       A   T   E   M    Á   T   I   C   A   D

       I   S   C   R   E   T   A

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    4/55

    Tema 1: 4

       M

       A   T   E   M    Á   T   I   C   A   D

       I   S   C   R   E   T   A

    PedroReyes

    Tema 1: Introducción a la Teoría de Grafos

    • Nociones básicas

    • Formas de definir un grafo

    • Subgrafos. Operaciones con grafos

    • Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    5/55

    Tema 1: 5

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas:

    Grafo: G = (V ,A)

    V conjunto de vértices

    A conjunto de aristas: pares no ordenados de vértices

    E

    D

    A

    F

    C

    B

    vértices

    aristas

    G = (V ,A)

    V= {A,B,C,D,E,F}

     A = {{A,B}, {A,D}, {A,F}, {B,F},

    {C,E}, {D,E}, {E,F}}

    {A,B}={B,A}

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    6/55

    Tema 1: 6

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas:

    Grafo: G = (V ,A)

    V = {1,2,3,4,5,6}

    A = {{1,2},{1,3},{1,5},{1,6},{2,4},{2,6},{3,4},{3,5}}

    1 2

    3

    45

    6

    12

    3   4

    5

    6

    Representación gráfica Inmersión

    Grafo plano

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    7/55

    Tema 1: 7

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Variantes de grafos:

    1

    2

    34

    {2,4} arista múltiple

    Multigrafo

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    8/55

    Tema 1: 8

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Variantes de grafos:

    {2,4} arista múltiple

    1

    2

    34

    {3,3} lazo o buclePseudografo

    grafo simple (no admitearistas múltiples ni lazos)

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    9/55

    Tema 1: 9

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Variantes de grafos:

    1 2

    3

    45

    Grafo dirigido o digrafo(las aristas son pares ordenados de

    vértices)

    Digrafo múltiple o multigrafo dirigido(digrafo con aristas múltiples)

    Pseudo digrafo o pseudografo dirigido(digrafo con aristas múltiples y/o lazos)

    (1,2) ≠ (2,1)

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    10/55

    Tema 1: 10

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Variantes de grafos:

    Grafo ponderado(las aristas llevan asignadas un peso)

    H

    SE

    CA

    CO

    GR 

    AL

    MA

    94

    125

    187

    219

    265

    129

    166

    256

    219

    138

    166

    JA104

    99

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    11/55

    Tema 1: 11

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas:

    Vértices adyacentes v1, v2  V e ={v1 , v2}  A

    1 2

    3

    45

    6

    Valencia o grado de un vértice v, (v)

    v1 y v2 inciden en la arista e.

    (1)=4, (2)=3, (3)=3,

    (4)=2, (5)=2, (6)=2

    Vértices pares e impares

    Aristas que inciden en un mismo vértice

    Vértice aislado: (v) = 0

    (v) =2k (v) =2k+1

    1 es adyacente a 2, pero no a 4

    {1,2} y {1,3} inciden en un mismo vértice, pero {3,4} no.

    1 y 2 son incidentes en la arista{1,2}

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    12/55

    Tema 1: 12

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas:

    Propiedades de la valencia

    (grafos simples)

    G = (V,A) n=|V|

    1 2

    3

    45

    6

    1) 0  (v) n-1

    2) Un grafo no puede tener simultáneamente

    vértices de valencia 0 y de valencia n-1

    3) Lema del apretón de manos: La suma delas valencias de los vértices es igual al doble

    del número de aristas:

    vV(v) = 2 |A|

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    13/55

    Tema 1: 13

    13/41

    Un comisario de policía ha de investigar el asesinato delrecepcionista de un hotel. Según precisan fuentes forenses, tuvo

    lugar entre las 1:30 y las 6:30 de la madrugada previa. Por las

    cámaras del circuito cerrado de seguridad del hotel (las cuales

    lamentablemente no grabaron el fatídico suceso), el comisario

    tiene constancia de que a la escena del crimen solo tuvieronacceso 6 personas en esa franja horaria. De hecho, las cámaras

     pudieron grabar que todas ellas hablaron con el asesinado cuando

    llegaron al hotel para comenzar la jornada laboral propia del

    turno de noche. Tras un intenso interrogatorio, llama la atención

    al comisario que, a la pregunta: ¿con cuántos de entre los otrossospechosos y el difunto recepcionista mantuvo contacto durante

    la madrugada pasada?, ha recibido 6 respuestas diferentes de los

    6 sospechosos. A ciencia cierta sabe que al menos uno de los

    sospechosos miente. ¿Cómo ha llegado a esta conclusión? ¿Es

    posible averiguar quién miente?

    Problema 1

       M

       A   T   E   M    Á   T   I   C   A   D   I   S   C   R   E   T   A

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    14/55

    Tema 1: 14

    14/41

    Una organización de tímidos anónimos realiza encuentros

     periódicos de confraternización entre sus afiliados durante finesde semana, al que acuden 50 matrimonios. En estos encuentros,

    los asistentes dialogan dos a dos por periodos de 10 minutos,

    transcurridos los cuales cambian de contertulio. La tradición

    impone ciertas reglas para facilitar la confraternización: está

    terminantemente prohibido que un matrimonio converse entre sí,así como que dos mismas personas hablen juntos más de una vez.

    Con intención de realizar un estudio estadístico para sopesar el

    éxito de la convocatoria, el secretario de la organización solicita

    a la salida del encuentro de cada asistente (incluida su propia

    esposa) el número de personas con los que ha conversado,recibiendo sorprendentemente una respuesta distinta en cada

    ocasión. Determinar la duración mínima del encuentro, la

    cantidad de parejas de diálogo que se formaron a lo largo de la

    velada, así como el número de conversaciones en que

     participaron el secretario y su mujer.

    Problema 2

       M

       A   T   E   M    Á   T   I   C   A   D   I   S   C   R   E   T   A

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    15/55

    Tema 1: 15

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas:

    Adyacencia en digrafos

    Valencia o grado de entrada

    e(v)

    e(1)=2, s(1)=2,

    e(2)=1, s(2)=1,

    e(3)=1, s(3)=2,

    e(4)=2, s(4)=2,

    e(5)=1, s(5)=0

    1 2

    3

    45

    Valencia o grado de salida

    s(v)

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    16/55

    Tema 1: 16

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Algunos grafosespeciales

    Grafo ciclo: Cn

    Grafo trivial:No tiene ninguna arista.

     x3

     x2

     x1

     x3

     x2

     x1

     x3

     x3

     x2

     x1

     x5

     x4

    C 3 C 5C 4

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    17/55

    Tema 1: 17

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Algunos grafosespeciales

    Grafo regular:Todos los vértices tienen la misma

    valencia.

     

    (v)=k ( 

    vV)grafo k-valente o k-regular

     K 4: 3-regular 

    Grafo 3-regular 

     x3

     x2

     x1

     x4

     x6

     x7

     x2

     x3   x

    8

     x9

     x10

     x12

     x14

     x13

     x1

     x4

     x11

     x5

     x3

     x2

     x1

    C 3: 2-regular 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    18/55

    Tema 1: 18

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Algunos grafosespeciales

    Grafo completo: K nTodos los vértices tienen la máxima

    valencia: n-1.

     

    (v)=n ( 

    vV, con |V|=n)

     K 3

     K 5

     K 4

     x

    3

     x2

     x1

     x3

     x2

     x1

     x4

     x3

     x2

     x1

     x5

     x4

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    19/55

    Tema 1: 19

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Algunos grafosespeciales

    Bosque de 3 árboles:No tiene ciclos.

    T 1: camino simple P4

    T 2: árbol enraizado

    T 3: estrella de 5 puntas

     x3

     x2

     x1

     x4

     x5

     x8

     x6

     x7

     x10   x11

      x12

     x9

     x15

     x14

     x13

     x17

     x16

     x18

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    20/55

    Tema 1: 20

    V2

    V1Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Nociones básicas: Algunos grafosespeciales

    Grafo bipartito:

    V = V1 V2

      e  A : e = {v1,v2} , v1 V1 , v2 V2G = (V ,A)

    Grafo bipartito completo: (K n,m)

    K 4,2 K 3,3

     x6

     x5

     x4

     x3

     x2

     x1

     x3

     x5

      x6

     x4

     x2 x1

    C 6

    V1

    V2

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    21/55

    Tema 1: 21

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    G ’ es subgrafo de G G = (V ,A) y G ’=(V ’,A’)

    G’  G V ’ V 

    A’ A

    G  G’ 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    22/55

    Tema 1: 22

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    G  G(S) 

    G (S 

    ): subgrafo inducido porS G 

    = (V 

    ,A

    )y S  V 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    23/55

    Tema 1: 23

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    G’  subgrafo recubridor de G si V ’=V 

    G = (

    V ,A

    )y G’ =(V’ , A’ ) un subgrafo de G 

    G  G’ 

    S b f O i f

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    24/55

    Tema 1: 24

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    Eliminación de vértice

    G = (V ,A), vV 

    S b f O i f

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    25/55

    Tema 1: 25

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a

       d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    Eliminación de vértice

    G -v = G (V -{v})

    G = (V ,A), vV 

    G -v

    S b f O i f

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    26/55

    Tema 1: 26

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u

      c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    Eliminación de arista

    G = (V ,A), eA

    S b f O i f

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    27/55

    Tema 1: 27

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    Eliminación de arista

    G -e = (V,A-{e})

    G = (V ,A), eA

    G -e

    Subgrafos Operaciones con grafos:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    28/55

    Tema 1: 28

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    G = (V ,A) Grafo complementario G = (V , A )

    e   Ae   A

    G  G 

    K n = G G 

    Subgrafos Operaciones con grafos:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    29/55

    Tema 1: 29

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    a   b

    de

     b

    de

    c

    G ’

    G = (V ,A)

    G’ = (V’ , A’ )

    Unión de grafos

    G G’ = (V

    V’ ,A

     A’ )

     b

    de

    c

    a

    G G’ 

    Intersección de grafos

    G G’ = (V V’ , A  A’ )

     b

    de

    G G’ 

    Subgrafos Operaciones con grafos:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    30/55

    Tema 1: 30

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    G = (V ,A) yG’ 

    = (V’ 

    , A’ 

    ) disjuntos (V V’=

    )

    Suma de grafos:

    G  G’ 

    Aristas:

    A  A’ {{v,v’} / vV, v’ V’}

    G + G’ 

    Vértices: V V’ 

    Subgrafos Operaciones con grafos:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    31/55

    Tema 1: 31

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Subgrafos. Operaciones con grafos:

    Grafo rueda Wn = K 1 + Cn

    K 1

    + C12 =

    W12

    Operaciones con grafos: Grafo de línea

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    32/55

    Tema 1: 32

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Operaciones con grafos: Grafo de línea

    {ai,a j}L(A) si, en el grafo G, las

    aristas ai y a j son incidentes enun vértice.

    Dado G = (V ,A)V = {v1, v2, … , vn}

    A = {a1, a2, … , am}

    L(G) = (L(V) , L(A) )L(V) = A = {a1, a2, … , am}

    L(A) 

    G a 7 

    a 1 

    a 2 

    a 9 a 10 

    a 3 

    a 4 

    a 11 

    a 8 

    a 5 

    a 6 

    L(G) 

    a 7 

    a 1 

    a 2 

    a 9 

    a 10  a 3 

    a 4 

    a 11 

    a 8  a 5 

    a 6 

    Formas de definir un grafo:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    33/55

    Tema 1: 33

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Formas de definir un grafo:

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5,6}

    A={{1,2},{1,3},{1,5},{1,6},

    {2,4},{2,6},{3,4},{3,5}}

    1 2 

    4 5 

    1 2 

    3  4 

    Realización gráfica

    Formas de definir un grafo:1 2 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    34/55

    Tema 1: 34

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Formas de definir un grafo:

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5,6}

    A={{1,2},{1,3},{1,5},{1,6},

    {2,4},{2,6},{3,4},{3,5}}

    4 5 

    Lista de adyacencias o lista de listas

    Lista formada por nv listas: Para cada vértice, un listado de

    los vértices a adyacentes él.

    {{2,3,5,6},{1,4,6},{1,4,5},{2,3},{1,3},{1,2}}

    nv vértices, na aristas

    Formas de definir un grafo:1 2 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    35/55

    Tema 1: 35

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Formas de definir un grafo:

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5,6}

    A={{1,2},{1,3},{1,5},{1,6},

    {2,4},{2,6},{3,4},{3,5}}

    4 5 

    Matriz de adyacencia

    Ad: Matriz de orden nv nv

    nv vértices, na aristas

    aij =1 si vi es adyacente a v j

    0 en caso contrario

    0 1 1 0 1 1

    1 0 0 1 0 11 0 0 1 1 0

    0 1 1 0 0 0

    1 0 1 0 0 0

    1 1 0 0 0 0

    Ad =

    Formas de definir un grafo:1 2 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    36/55

    Tema 1: 36

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Formas de definir un grafo:

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5,6}

    A={{1,2},{1,3},{1,5},{1,6},

    {2,4},{2,6},{3,4},{3,5}}

    4 5 

    Matriz de adyacencia

    Propiedades:

    nv vértices, na aristas

    0 1 1 0 1 1

    1 0 0 1 0 11 0 0 1 1 0

    0 1 1 0 0 0

    1 0 1 0 0 0

    1 1 0 0 0 0

    Ad =Es cuadrada y simétrica

    La suma de cada fila (o columna) es

    el grado del vértice correspondiente

    La diagonal es nula

    Formas de definir un grafo:1 2 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    37/55

    Tema 1: 37

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    o as de de u g a o:

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5,6}

    A={{1,2},{1,3},{1,5},{1,6},

    {2,4},{2,6},{3,4},{3,5}}

    4 5 

    Matriz de incidencia

    In: Matriz de orden nv na

    nv vértices, na aristas

    bij =1 si vi es vértice de la arista a j

    0 en caso contrario 1 1 1 1 0 0 0 0

    1 0 0 0 1 1 0 00 1 0 0 0 0 1 1

    0 0 0 0 1 0 1 0

    0 0 1 0 0 0 0 1

    0 0 0 1 0 1 0 0

    In =

    Formas de definir un grafo:1 2 

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    38/55

    Tema 1: 38

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    g

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5,6}

    A={{1,2},{1,3},{1,5},{1,6},

    {2,4},{2,6},{3,4},{3,5}}

    4 5 

    Matriz de incidencia

    Propiedades:

    nv vértices, na aristas

     No tiene por qué ser ni

    cuadrada ni simétrica

    La suma de cada fila es el grado delvértice correspondiente

    La suma de cada columna vale 2

    1 1 1 1 0 0 0 0

    1 0 0 0 1 1 0 00 1 0 0 0 0 1 1

    0 0 0 0 1 0 1 0

    0 0 1 0 0 0 0 1

    0 0 0 1 0 1 0 0

    In =

    Formas de definir un grafo:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    39/55

    Tema 1: 39

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    g

    Matriz de adyacencia de un digrafo

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5}

    A={(1,2),(1,4),(2,3),(3,1),

    (3,4),(4,1),(4,5)}

    1 2

    3

    45

    0 1 0 1 0

    0 0 1 0 0

    1 0 0 1 0

    1 0 0 0 1

    0 0 0 0 0

    Ad =

    Ad: Matriz de orden nv nv

    aij =1 si (vi , v j) es una arista

    0 en caso contrario

    Formas de definir un grafo:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    40/55

    Tema 1: 40

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d  u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í

      a   d  e   G  r  a   f  o  s

    g

    Matriz de adyacencia de un digrafo

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4,5}A={(1,2),(1,4),(2,3),(3,1),

    (3,4),(4,1),(4,5)}

    1 2

    3

    45

    0 1 0 1 0

    0 0 1 0 0

    1 0 0 1 0

    1 0 0 0 1

    0 0 0 0 0

    Ad =

    Propiedades:

    Es cuadrada pero no tiene

     por qué ser simétrica

    La suma de cada fila es el grado de

    salida del vértice correspondiente

    La diagonal es nula

    La suma de cada columna es el grado

    de entrada del vértice correspondiente

    Formas de definir un grafo:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    41/55

    Tema 1: 41

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í

      a   d  e   G  r  a   f  o  s

    g

    Matriz de adyacencia de un pseudografo

    0 1 1 0

    1 0 0 2

    1 0 4 1

    0 2 1 2

    Ad =

    Ad: Matriz de orden nv nv

    aij =

    número de veces que

    aparece la arista {vi ,v j}

    doble del número de veces

    que aparece el lazo {vi,vi}

    i j

    i=j

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4}A={{1,2},{1,3},{2,4},{2,4},

    {3,3},{3,3},{3,4},{4,4}}

    1

    2

    3

    4

    Formas de definir un grafo:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    42/55

    Tema 1: 42

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    G = (V ,A)V ={1,2,3,4}A={{1,2},{1,3},{2,4},{2,4},

    {3,3},{3,3},{3,4},{4,4}}

    0 1 1 0

    1 0 0 2

    1 0 4 1

    0 2 1 2

    Ad =

    1

    2

    3

    4

    Propiedades:

    Es cuadrada y simétrica

    La suma de cada fila (o columna) es

    el grado del vértice correspondiente

    La diagonal no tiene por qué ser nula

    Matriz de adyacencia de un pseudografo

    Formas de definir un grafo:

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    43/55

    Tema 1: 43

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Matriz de adyacencia de un grafo ponderado

    Ad: Matriz de orden nv nv

    aij = peso de la arista {vi, v j}

    0 7 3 0 9 7

    7 0 0 5 0 8

    3 0 0 3 7 0

    0 5 3 0 0 0

    9 0 7 0 0 0

    7 8 0 0 0 0

    Ad =

    1 2 

    3  4 

    7 8

    7

    5

    3

    7

    9

    3

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    44/55

    Tema 1: 44

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    1

    2

    34

    5   c

    e a

    d

     b

    G = (V ,A) y G ’=(V ’,A’) son isomorfos (G  G ’)

    f : V V ’ biyectiva | {u,v} A {f(u),f(v)} A’

    f(1) = c

    f(2) = e

    f(3) = a

    f(4) = d

    f(5) = b

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    45/55

    Tema 1: 45

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Invariantes: Si G y G’ son isomorfos (G   G ’) deben

    tener en común:

    número de vértices

    número de aristas

    grados de los vértices

    número de ciclos de igual longitud

    número de componentes conexas

    etc.

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    46/55

    Tema 1: 46

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Grafo autocomplementario: Si G G 

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    8

    7

    e

     b

    g

    d

    a

    c

    h

    f(1)=a, f(2)=b, …. f(8)=h

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    47/55

    Tema 1: 47

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Lista de grados de un grafo

    1

    2

    34

    5

    Relación de adyacencias

    {2,4,3,3,4}

    (1)=2, (2)=4, (3)=3, (4)=3,(5)=4

    Lista de grados (4,4,3,3,2)

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    48/55

    Tema 1: 48

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Lista de grados de un grafo

    Dos grafos pueden tener la misma lista de grados y no ser isomorfos.

    1

    6

    5   4

    3

    2

    e   d

    c

     ba

    Listas de grados (3,3,3,3,3,3)

     No son isomorfos. El primer grafo contiene 3-ciclos y el segundo no.

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    49/55

    Tema 1: 49

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Lista de grados de un grafo

    No siempre una secuencia numérica decreciente representa una lista de

    grados de un grafo. Cuando esto ocurre se dice que la secuencia numérica

    es una secuencia gráfica.

    La secuencia numérica decreciente (a1,a2,...,ap)

    (con a1>0,p>1) es una secuencia gráfica si, y sólo

    si, también lo es la que resulta de efectuar las

    siguientes operaciones:

    1) Eliminar el primer elemento (a1) de la lista.

    2) Restar una unidad a los primeros a1 elementos

    de la nueva lista.

    3) Ordenar en sentido decreciente la nueva lista.

    Teorema de

    Havel-Hakimi

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    50/55

    Tema 1: 50

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Lista de grados de un grafo

    Una secuencia numérica decreciente representa una lista de grados de un

    grafo si el siguiente algoritmo devuelve una lista de ceros:

    Algoritmo de Havel-Hakimi

    P.1 Leer la lista decreciente (a1,a2,...,ap).

    P.4 Restar 1 a los primeros a1 elementos de la

    nueva lista.

    P.5 Ordenar (decreciente) la nueva lista.

    P.2 Mientras el primer elemento sea a1>0

    P.3 Eliminar el elemento a1 de la lista.

    P.6 Retornar la lista (a1,a2,...).

    Isomorfismo de grafos (5,4,4,4,2,1)P.3

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    51/55

    Tema 1: 51

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    Algoritmo de Havel-Hakimi

    P.1 Leer la lista decreciente (a1,a2,...,ap).

    P.4 Restar 1 a los primeros a1 elementos de la nueva lista.

    P.5 Ordenar (decreciente) la nueva lista.

    P.2 Mientras el primer elemento sea a1>0

    P.3 Eliminar el elemento a1 de la lista.

    P.6 Retornar la lista (a1,a2,...).

    (4,4,4,2,1)

    (3,3,3,1,0)

    (3,3,1,0)

    (2,2,0,0)

    (2,0,0)

    (1,-1,0)

    (-1,-1)

    P.4

    P.3

    P.4

    P.3

    P.4

    P.4

    (5,4,4,4,2,1) no es una secuencia gráfica

    (1,0,-1)

    P.5

    (0,-1)

    P.3

    Isomorfismo de grafos

  • 8/16/2019 Tema 1 Matemática Discreta

    52/55

    Tema 1: 52

    Matemática

    Discreta

    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    (1,2,2,3,4)

    (4,3,2,2,1)

    (3,2,2,1)

    (2,1,1,0)

    (1,1,0)

    (0,0,0)

    P.3

    P.4

    P.3

    P.4(1,2,2,3,4) es una secuencia gráfica

    Algoritmo de Havel-Hakimi

    P.1 Leer la lista decreciente (a1,a2,...,ap).

    P.4 Restar 1 a los primeros a1 elementos de la nueva lista.

    P.5 Ordenar (decreciente) la nueva lista.

    P.2 Mientras el primer elemento sea a1>0

    P.3 Eliminar el elemento a1 de la lista.

    P.6 Retornar la lista (a1,a2,...).

    Isomorfismo de grafos

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    53/55

    Tema 1: 53

    Matemática

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    Pedro

    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    (1,2,2,3,4)

    (4,3,2,2,1)

    (3,2,2,1)

    (2,1,1,0)

    (1,1,0)

    (0,0,0)

    P.3

    P.4

    P.3

    P.4

    Algoritmo de Havel-Hakimi

    P.1 Leer la lista decreciente (a1,a2,...,ap).

    P.4 Restar 1 a los primeros a1 elementos de la nueva lista.

    P.5 Ordenar (decreciente) la nueva lista.

    P.2 Mientras el primer elemento sea a1>0

    P.3 Eliminar el elemento a1 de la lista.

    P.6 Retornar la lista (a1,a2,...).

    Isomorfismo de grafos

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    Tema 1: 54

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    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    (1,2,2,3,4)

    (4,3,2,2,1)

    (3,2,2,1)

    (2,1,1,0)

    (1,1,0)

    (0,0,0)

    P.3

    P.4

    P.3

    P.4

    Algoritmo de Havel-Hakimi

    P.1 Leer la lista decreciente (a1,a2,...,ap).

    P.4 Restar 1 a los primeros a1 elementos de la nueva lista.

    P.5 Ordenar (decreciente) la nueva lista.

    P.2 Mientras el primer elemento sea a1>0

    P.3 Eliminar el elemento a1 de la lista.

    P.6 Retornar la lista (a1,a2,...).

    Isomorfismo de grafos

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    Tema 1: 55

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    Reyes

       I  n   t  r  o   d

      u  c  c   i   ó  n  a   l  a   T  e  o  r   í  a   d  e   G  r  a   f  o  s

    (1,2,2,3,4)

    (4,3,2,2,1)

    (3,2,2,1)

    (2,1,1,0)

    (1,1,0)

    (0,0,0)

    P.3

    P.4

    P.3

    P.4

    Algoritmo de Havel-Hakimi

    P.1 Leer la lista decreciente (a1,a2,...,ap).

    P.4 Restar 1 a los primeros a1 elementos de la nueva lista.

    P.5 Ordenar (decreciente) la nueva lista.

    P.2 Mientras el primer elemento sea a1>0

    P.3 Eliminar el elemento a1 de la lista.

    P.6 Retornar la lista (a1,a2,...).