Planaridade UFES. Teoria dos Grafos (INF 5037)

Documentos relacionados
Teoria dos Grafos. Edson Prestes

Teoria dos Grafos. Edson Prestes

Teoria dos Grafos Aula 3 - Planaridade

Matemática Discreta. Aula nº 22 Francisco Restivo

Introdução à Teoria dos Grafos. Isomorfismo

Oferta de Serviços. Grafo Planar. Notas. Teoria dos Grafos - BCC204, Planaridade. Notas

O estudo utilizando apenas este material não é suficiente para o entendimento do conteúdo. Recomendamos a leitura das referências no final deste

Grafos planares. Algoritmos em Grafos. Marco A L Barbosa

BCC204 - Teoria dos Grafos

Teoria dos Grafos. Valeriano A. de Oliveira, Socorro Rangel, Silvio A. de Araujo. Capítulo 16: Grafos Planares. Departamento de Matemática Aplicada

Tópicos de Matemática Finita Data: I II-1 II-2 II-3 II-4 III-1 III-2 III-3 III-4 IV-1 IV-2 IV-3 IV-4 Nota Final

Teoria dos Grafos. Grafos Planares

Grafos Planares. Grafos e Algoritmos Computacionais. Prof. Flávio Humberto Cabral Nunes

Planaridade AULA. ... META Introduzir o problema da planaridade de grafos. OBJETIVOS Ao final da aula o aluno deverá ser capaz de:

Grafo planar: Definição

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO. 5 a Lista de Exercícios

BCC204 - Teoria dos Grafos

Parte B Teoria dos Grafos

Cap. 2 Conceitos Básicos em Teoria dos Grafos

Conceitos Básicos Isomorfismo de Grafos Subgrafos Passeios em Grafos Conexidade

GRAFOS. Prof. André Backes. Como representar um conjunto de objetos e as suas relações?

CONCEITOS BÁSICOS EM GRAFOS

Instituto de Computação - Universidade Federal Fluminense Teoria dos Grafos - Lista de exercícios

Percursos em um grafo

Ciência da Computação Engenharia de Computação Mestrado em Informática. Teoria dos Grafos. Maria Claudia Silva Boeres.

Teoria dos Grafos. Valeriano A. de Oliveira Socorro Rangel Departamento de Matemática Aplicada.

Planaridade. Grafos: Planaridade. Planaridade. Planaridade Fórmula. Euler. Cartografia Posteriormente, coloração de mapas

Definições Básicas para Grafos

GRAFOS E ALGORITMOS TEORIA DE GRAFOS

Instituto de Computação - Universidade Federal Fluminense Teoria dos Grafos - Lista de exercícios

Definição 1.1 : Uma árvore é um grafo simples conexo e sem ciclos.

Instituto de Computação Universidade Federal Fluminense. Notas de Aula de Teoria dos Grafos. Prof. Fábio Protti Niterói, agosto de 2015.

Noções da Teoria dos Grafos

Tópicos de Matemática Finita Data: a Chamada Correcção Código: 2D

MATEMÁTICA DISCRETA. Patrícia Ribeiro 2018/2019. Departamento de Matemática, ESTSetúbal 1 / 47

1.2 Grau de um vértice

GRAFOS Aula 02 Formalização: definições Max Pereira

Noções da Teoria dos Grafos. André Arbex Hallack

Definição 1.1 : Uma árvore é um grafo simples conexo e sem ciclos.

Teoria dos Grafos. Edson Prestes

Percursos em um grafo

Circuitos Hamiltorianos

Tópicos de Matemática Finita Data: I II-1 II-2 II-3 II-4 III-1 III-2 III-3 III-4 IV-1 IV-2 IV-3 IV-4 Nota Final

GRAFOS: UMA INTRODUÇÃO

Tópicos de Matemática Finita Data: a Época Código: 2D. I II-1 II-2 II-3 II-4 III-1 III-2 III-3 III-4 IV-1 IV-2 IV-3 IV-4 Nota Final

Grafos IFRN. Prof. Robinson Alves

Teoria dos Grafos. Maria Claudia Silva Boeres. UFES. Teoria dos Grafos

Conceito Básicos da Teoria de Grafos

Grafos. Rafael Kazuhiro Miyazaki - 21 de Janeiro de 2019

Triângulos. Unicamp. University of Waterloo. Seminário de Teoria da Computação IC Unicamp

Geometria Computacional

Tópicos em Teoria dos Grafos

Conceitos Básicos da Teoria de Grafos

MATEMÁTICA DISCRETA GRAFOS (1/4) Carlos Luz. EST Setúbal / IPS. 28 Maio - 3 Junho 2012

colorindo mapas A forma de representação mais simples que podemos fazer é um artifício matemático chamado grafo.

03 Grafos: percurso, ponderação e caminhos SCC0503 Algoritmos e Estruturas de Dados II

Teoria dos grafos. Caminho euleriano e Hamiltoniano. Prof. Jesuliana N. Ulysses

Departamento de Engenharia de Produção UFPR 57

SCC Modelagem Computacional em Grafos Introdução a Grafos

Circuitos Eulerianos Ciclos Hamiltonianos O Problema do Caixeiro Viajante CAMINHAMENTOS BASEADO EM TOWNSEND (1987), CAP. 7.

Grafos AULA META. Introduzir noções elementares da teoria dos grafos. OBJETIVOS. Ao final da aula o aluno deverá ser capaz de:

Teoria dos Grafos. Teoria dos Grafos. Profa. Sheila Morais de Almeida DAINF-UTFPR-PG. agosto

76) 1.1 Sim 1.2 Não 1.3 Não

Aula 2 Definições, Conceitos Básicos e Representação Interna de Grafos. Teoria dos Grafos Prof.

Tópicos de Matemática Finita Data: I II-1 II-2 II-3 II-4 III-1 III-2 III-3 III-4 IV-1 IV-2 IV-3 Nota Final

Tópicos de Matemática Finita 1 a Chamada 30 de Junho de 2001

GRAFOS ORIENTADOS. PSfrag replacements. Figura 1: Exemplo de um grafo orientado.

Tópicos de Matemática Finita 1 a Chamada 30 de Junho de 2001

Comunicação e redes. Aula 2: Teoria dos Grafos Conceitos básicos. Professor: Guilherme Oliveira Mota.

Grafos - Motivação. Grafos - Motivação. Algoritmos e Estruturas de Dados II Introdução a Grafos

Noções da Teoria dos Grafos. André Arbex Hallack

Matemática Discreta 10

Estrutura de Dados e Algoritmos e Programação e Computadores II. Aula 10: Introdução aos Grafos

Algoritimos e Estruturas de Dados III CIC210

Matemática discreta e Lógica Matemática

Teoria dos Grafos Aula 1 - Introdução

4 planaridade. Exemplo 4.2 O grafo completo em 4 vértices tem uma única imersão plana (Figura 4.3).

Teoria dos Grafos. Edson Prestes

Programa. 1 Parte 1 - Conjuntos e Aplicações. 1 Conjuntos. 4 Indução Matemática e Divisibilidade. 5 Congruências Lineares

Teoria dos Grafos. Edson Prestes

Tópicos de Matemática Finita 2 a Chamada 5 de Julho de 2001

Teoria dos Grafos. Componentes, Conj. Indep., Cliques

Lista de Exercícios 9 (Extra): Soluções Grafos

Grafos Parte 1. Aleardo Manacero Jr.

Alg l ori r t i m t os e E str t u r tu t ra r s d e D ados I I Intr t o r duçã ç o ã a a Gr G a r f a o f s P of o a. M. C r C ist s ina n a /

Algoritmos e Estruturas de Dados II Introdução a Grafos. Divisão do arquivo

Teoria dos Grafos. Edson Prestes

Tópicos de Matemática Finita 2 a Época 20 de Julho de 2001

Volmir Eugênio Wilhelm Departamento de Engenharia de Produção UFPR 45

Algoritmos e Estruturas de Dados II Grafos conceitos gerais. Thiago A. S. Pardo Profa. M. Cristina Material de aula da Profa. Josiane M.

Tópicos de Matemática Finita Data: a Chamada Código: 1D. I II-1 II-2 II-3 II-4 III-1 III-2 III-3 III-4 IV-1 IV-2 IV-3 IV-4 Nota Final

Introdução a Teoria dos Grafos Raimundo Macêdo

x y Grafo Euleriano Figura 1

GRAFOS. Introdução Conceitos Fundamentais

Tópicos de Matemática Finita 2 a Época 20 de Julho de 2001

Colorações, Fluxos e Polinómios

Cortes (cut sets) 2010/2 Teoria dos Grafos (INF 5037/INF2781) CC/EC/UFES

GRAFOS Aula 04 Caminhos, Conexidade e Distância Max Pereira

Transcrição:

Planaridade

Planaridade Ideia intimamente ligada à noção de mapa, ou seja, uma representação de um conjunto de elementos (usualmente geográficos) dispostos sobre o plano A planaridade é um conceito associado a grafos conexos. Se o grafo não for conexo, os conceitos podem ser aplicados a cada componente conexo.

Planaridade Aplicações: Cartografia Circuitos impressos Malhas de transporte terrestre

Grafo planar Um grafo planar pode ser representado no plano sem que duas arestas quaisquer se cruzem. Os poliedros podem ser representados por grafos planares.

Imersão em uma superfície S O desenho de uma representação geométrica de um grafo G em qualquer superfície S tal que nenhuma aresta se cruza é dita imersão de G na superfície S. Um grafo G é planar se existe uma imersão de G no plano.

Faces de um grafo planar Seja R uma representação plana de G em um plano P As linhas de R dividem P em regiões denominadas faces de R. Existe exatamente uma face não limitada, denominada face externa. Uma face de um grafo planar é uma porção do plano limitado por um ciclo do grafo que não contenha cordas.

Faces de um grafo planar Duas representações planas de um grafo planar possuem sempre o mesmo número de faces. Se G é planar, todo subgrafo de G também é planar.

Fronteira de uma face A fronteira de uma face é o percurso fechado que limita e determina a face. Neste percurso, cada ponte é atravessada duas vezes. Duas faces são adjacentes se possuírem uma aresta em comum em suas fronteiras.

Grau de uma face O grau de uma face f é o comprimento do percurso fechado que determina sua fronteira. d(f i ) = 2m, i = 1,...,nf nf = número de faces

Fórmula de Euler Para grafos planares, vale a relação de Euler, já conhecida para poliedros convexos Essa fórmula relaciona faces, vértices e arestas de um grafo planar convexo. f = m - n + 2

Teorema Se G é um grafo planar então f = m - n + 2 Prova: Por indução sobre f

Quanto maior é o número de arestas de um grafo G em relação a seu número de vértices, mais difícil intuitivamente se torna a obtenção de uma representação planar para G. Qual seria um limite superior para o número de arestas de um grafo planar?

Corolários do teorema da Corolários: fórmula de Euler Seja G um grafo planar, com E > 2. Então m 3n 6. Seja G um grafo planar e bipartido, com E > 2. Então m 2n 4.

Exercício Todo grafo G planar possui um vértice x de grau d(x) 5 (ou seja, grau no máximo igual a 5).

Os grafos K 5 e K 3,3 não são planares.

Subdivisão de uma aresta A subdivisão de uma aresta {v,w} de um grafo G é uma operação que transforma a aresta {v,w} no caminho vz 1 z 2...z k w, k 0 e z i são vértices de grau 2 adicionados a G.

G2 é subdivisão de G1 Diz-se que um grafo G2 é uma subdivisão de um grafo G1 quando G2 puder ser obtido de G1 através de uma sequência de subdivisões de arestas de G1.

Teorema de Kuratowski Um grafo é planar sss não contém como subgrafo uma subdivisão de K e K 5 3,3

Grafo Dual Planar Forma alternativa de representação de um grafo planar Os vértices do grafo dual representam as faces do grafo original e as arestas do grafo dual indicam adjacências entre as faces no grafo original. Um grafo pode ter várias representações planas. Os grafos duais de cada uma delas podem não ser isomorfos entre si.

G D é o dual de G', planar, se: Um vértice de GD está associado com cada face de G'; Para cada aresta a de G', existe uma aresta ad de G D, associada com a, ligando os vértices correspondentes às faces; Se a separa as faces fi e f j em G' então a D conecta os dois vértices de G D associados com f i e f j ; Uma aresta a pode não separar duas faces de G' quando a é incidente a um vértice de grau 1. Neste caso, a D forma um laço no vértice de G D, associado com a face em G', limitada por a.

Podemos inferir que... Considerando GD o dual de uma representação planar G' de um grafo G: V(GD ) = f(g') E(GD ) = E(G') d(v D i ) = d(f i ), para toda face f i de G'

Teorema Um grafo planar G é bipartido se e somente se o seu dual G D é euleriano

O problema das 4 cores Em 1852 Guthrie publicou em uma revista científica a conjectura proposta por seu irmão e apenas em 1976, Appel, Hasken e Koch provaram matematicamente o resultado, após um processamento de mais de 1200 horas de CPU de várias instâncias do problema.