湘潭大学计算机科学与技术刘任任版离散数学课后习题答案---第二学期--图论与组合数学

习 题 六

1．设G是一个无回路的图, 求证：若G中任意两个顶点间有惟一的通路, 则G是树. 证明：由假设知，G是一个无回路的连通图，故G是树。

2．证明：非平凡树的最长通路的起点和终点均为悬挂点. 分析：利用最长通路的性质可证。

证明：设P是树T中的极长通路。若P的起点v满足d(v)?1，则P不是T中极长的通路。对终点u也可同理讨论。故结论成立。

3．证明：恰有两个悬挂点的树是一条通路.

分析：因为树是连通没有回路的，所以树中至少存在一条通路P。因此只需证明恰有两个悬挂点的树中的所有的点都在这条通路P中即可。

证明：设u,v是树T中的两个悬挂点，即d(u)?d(v)?1。因T是树，所以存在(u,v)-通路

P：uw1?wkv,k?0。显然，d(wi)?2。若d(wi)?2，则由T恰有两个悬挂点的假设，可知T中有回路；若T中还有顶点x不在P中，则存在(u,x)-通路，显然u与x不邻接，且d(x)?2。于是，可推得T中有回路，矛盾。故结论成立。

4．设G是树, ??G??k, 求证：G中至少有k个悬挂点.

分析：由于??G??k，所以G中至少存在一个顶点v的度≥k，于是至少有k个顶点与邻接，又G是树，所以G中没有回路，因此与v邻接的点往外延伸出去的分支中，每个分支的最后一个顶点必定是一个悬挂点，因此G中至少有k个悬挂点。

证明：设u?V(G)，且d(u)?m?k。于是，存在v1,?,vm?V(G)，使

(l)uvi?E(G),i?1,?,m。若vi不是悬挂点，则有vi??V(G),使。如此下去，有vi?V(G)，

满足vi(l)?vj,i?j,且d(vi(l))?1, i?1,?,m。故G中至少有k个悬挂点。

5．设G?p,q?是一个图, 求证：若q?p, 则G中必含回路.

分析：利用树是没有回路且连通的图，且树中的顶点数和边数的关系可证。

证明：设G(p,q)有k个分支：G[V1]?G1(p1,q1),?,G[Vk]?Gk(pk,qk)。显然，

p?p1???pk,q?q1???qk。若G无回路，则每个Gi(pi,qi)均是树，i?1,?,k。

于是qi?pi?1,i?1,?,k。从而 q?p?k?p，k?1，即q?p。此为矛盾，故G必含回路。

6．设G?p,q?是有k个连通分支的图, 求证：G是森林当且仅当q?p?k.

证明：见题5的证明。

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7．画出K4的所有16棵生成树.

解，K4的所有16棵生成树如下图所示。

1

4 4 1

4 2

1

3 4 2 1

3

4 2

1

3

4 23

2

1

3 4 2 1

3 4 2

1

3

4 2

3

2

3

2

3

1

2

1

2

1

2

4 3

4 3

4 3

1

2

1

2

1

2

4 3

4 3

4 3

1

2

4 3

8．设G?p,q?是连通图, 求证：q?p?1.

分析：树应该是具有p个顶点中边数最少的连通图，而树中的边数q=p-1可证。

证明：设G是连通图。若G无回路，则G是树，于是q?p?1。若G有回路，则删去G中k?0条边使之保持连通且无回路。于是q?k?p?1，即q?p?1?k?p?1。 9．递推计算K2,3的生成树数目.

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e e =

e +

K2,3 e e +

+ +

e =

+ + + +

e e + +

25

=

e e