35546

Исследование свойств графов. Построение основных матриц. Решение системы линейных алгебраических уравнений методом графов

Практическая работа

Математика и математический анализ

Исключив общее ребро е из двух несовпадающих циклов, мы превратим эти циклы в две несовпадающие простые цепи, объединение которых, в силу свойств цепей, будет содержать простой цикл (естественно, без ребра е).

Русский

2013-09-16

306 KB

20 чел.

РГЗ №1 «Исследование свойств графов. Построение основных матриц. Решение системы линейных алгебраических уравнений методом графов».

ВАРИАНТ 16.

ЗАДАЧА 1.

Показать, что если два различных цикла графа содержат ребро e, то в графе существует цикл, не содержащий е.

РЕШЕНИЕ:

Исключив общее ребро е из двух несовпадающих циклов, мы превратим эти циклы в две несовпадающие простые цепи, объединение которых, в силу свойств цепей, будет содержать простой цикл (естественно, без ребра е).  

ЗАДАЧА 2.

 По заданному орграфу построить матрицы:

  •  инцидентности;
  •  БРМ;
  •  БЦ;
  •  смежности.

РЕШЕНИЕ:

Хочу отметить, что в условии задачи неправильно пронумерованы ребра орграфа – всего в графе 8 ребер, но их нумерация на рисунке заканчивается не 8-м номером, а 9-м. В связи с этим будем считать, что орграф на самом деле такой:

 

а) Матрица инцидентности орграфа:

1

2

3

4

5

6

7

8

-1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

-1

0

-1

0

0

0

0

0

0

-1

0

0

-1

-1

0

-1

0

0

0

-1

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

б) Легко увидеть, что остовом D данного графа является:

Отметим, что хордами для данного остова D будут являться ребра 1,4,8.

Для нахождения базисного разрезающего множества найдем разрезы графа G. Для этого удалим ребро остова D. Множество вершин при этом распадается на два непересекающихся подмножества  и . Множество всех ребер в , каждое из которых соединяет вершину из  с вершиной из , является разрезом графа . Множество разрезов графа G образуют базисное разрезающее множество графа G, которое можно записать в виде матрицы.

Базисная система разрезов для графа  и остовного дерева  состоит из разрезов:  . Запишем матрицу БРМ:

2

3

5

6

7

1

4

8

K1

1

0

0

0

0

0

1

0

K2

0

1

0

0

0

1

1

0

K3

0

0

0

1

0

0

1

1

K4

0

0

0

0

1

0

1

1

K5

0

0

1

0

0

1

1

0

в) Базисной системой циклов для данного остова  графа  называется множество всех циклов графа , каждый из которых содержит только одну хорду . Эта система образует базис пространства циклов. В нашем графе циклы R1 ={1,3,5}, R2={2,3,4,5,6,7}, R3={4,6,7} являются базисными, соответственно матрица БЦ относительно остова D имеет вид:

1

4

8

2

3

5

6

7

1

0

0

0

1

1

0

0

R1

0

1

0

1

1

1

1

1

R2

0

0

1

0

0

0

1

1

R3

  

г) Матрица смежности орграфа:

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

0

ЗАДАЧА 3.

Решить систему методом Коутса:

          если n - четно

где:

n - номер варианта;=16

k - дата (день) рождения,=20

m - месяц (его номер) рождения студента.=10

С учетом моих данных имеем систему:

  или

РЕШЕНИЕ:

Наша система уравнений в матричном виде имеет вид:

Матрица  , которая  получается добавлением –B к правой части матрицы A и затем нулевой строки к нижней части получившейся матрицы, имеет вид:

Транспонированная матрица будет матрицей смежности графа Коутса, соответствующего нашей системе уравнений:

 

Построим по полученной матрице смежности граф Коутса :

 

Граф Коутса для исходной матрицы A имеет вид:

Решение уравнения определим по формуле:

, где - 1-факториальное соединение вершины с вершиной в графе ; H – 1-фактор графа ;  и  - число циклов в  и соответственно.

Приведем 1- факторы графа  со своими весовыми произведениями:

1-фактор

Весовое произведение

-1120

-512

Значит:

Пользуясь изложенной формулой найдем, например, соотношение .

Приведем 1-факториальные соединения с (в скобки заключаются также вершины, лежащие в ориентированном пути):

1-факториальное соединение

Весовое произведение

320

896

Значит:

Получаем, что :

Аналогично приведем 1-факториальные соединения с :

1-факториальное соединение

Весовое произведение

128

784

Значит:

Получаем, что :

1-факториальные соединения с :

1-факториальное соединение

Весовое произведение

960

-1680

-1960

-320

2688

-768

Значит:

Получаем, что: .

Ответ: ,  - свободная переменная.

  Заданная система уравнений имеет множество решений.


-4

7

6

5

3

2

8

7

6

5

4

3

2

1

EMBED Equation.3  

-6

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

8

9

7

6

5

4

3

2

1

-14

-4

14

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

-4

20

14

EMBED Equation.3  

16

-12

EMBED Equation.3  

10

8

16

-12

EMBED Equation.3  

10

8

20

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4294. Освоение приемов объявления, обращения и использования массивов при решении задач 64.5 KB
  Цель работы: освоение приемов объявления, обращения и использования массивов при решении задач. Типовые алгоритмы обработки одномерных массивов Рассмотрим некоторые типовые алгоритмы обработки массивов. Положим, что в декларативной части программы о...
4295. Капитал и его вещественное содержание 210.5 KB
  Цель курсовой работы на тему Капитал и его вещественное содержание - изучить содержание капитала, теории капитала, категории капитала и износ и амортизацию капитала. В ходе выполнения курсовой работы изучено что категория капитал имеет д...
4296. Проектирование привода конвейера. Детали машин 4.11 MB
  Выбор электродвигателя. Определение придаточных чисел привода. Межосевое расстояние. Предварительные основные размеры колеса. Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки. Определение предварительных значений межосевого расстояния и угла обхвата ремнем малого шкива. Радиальные реакции опор от сил в зацепление. Для типового режима нагружения II коэффициент эквивалентности.
4297. Явление дифракции электромагнитных волн 118 KB
  Цель работы. Исследовать явление дифракции электромагнитных волн. С помощью дифракционной решетки проходящего света измерить длины электромагнитных волн видимого диапазона. Основные теоретические сведения Дифракцией называется совокупность явлений...
4298. Кинематическая схема привода конвейера 341 KB
  Введение В данном курсовом проекте рассматривается кинематическая схема привода конвейера. В первой части курсового проекта производится кинематический расчет и построение планов скоростей и ускорений (первый лист). Во втором части производится кине...
4299. Проектирование токарного станка с ЧПУ на базе модели 16К20Ф3 57.29 KB
  Введение Данная работа предполагает проектирование токарного станка-аналога на базе станка 16К20ФЗ. Проектируемый станок должен отвечать всем требованиям современного станкостроения, основными из которых являются: повышение производительности ...
4300. Жилое 9 – ти этажное здание в застройке микрорайона г. Самара 73 KB
  Архитектурно-строительная часть Исходные данные для проектирования Настоящий проект разработан на основании задания преподавателя и предусматривает строитель...
4301. Язык СИ++ Учебное пособие 2.73 MB
  Предисловие Язык программирования Си++ был разработан на основе языка Си Бьярном Страуструпом и вышел за пределы его исследовательской группы в начале 80-х годов. На первых этапах разработки (1980 г.) язык носил условное назв...
4302. Разработка блок-схемы алгоритма решения задачи 312 KB
  Разработка блок-схемы алгоритма решения задачи Цель работы: изучение графического способа описания алгоритма решения задачи. Задачи работы: ознакомиться с основными способами представления алгоритмов освоить графический способ опи...