在图论的数学领域,完全图是一个简单的无向图,其中每对不同的顶点之间都恰连有一条边相连。而一个完全图是这样的一个图,即该图里的每两个顶点之间都有连线。而给一个完全图的每条线段都加上一个方向,那么这个图就成了完全有向图。n个端点的完全图有n个端点以及n(n − 1) / 2条边,以Kn表示。它是(k − 1)-
正则图。所有完全图都是它本身的团(
clique)。
简介
在图论的数学领域,完全图是一个简单的无向图,其中每对不同的顶点之间都恰连有一条边相连。而一个完全图是这样的一个图,即该图里的每两个顶点之间都有连线。而给一个完全图的每条线段都加上一个方向,那么这个图就成了完全有向图。n个端点的完全图有n个端点以及n(n − 1) / 2条边,以Kn表示。它是(k − 1)-正则图。所有完全图都是它本身的团(
clique)。
图论是一个古老的数学分支,它的创始人是18世纪的数学家欧拉(Euler).1736年,欧拉解决了著名的哥尼斯堡七桥问题,图论就是在他解决这一难题的过程中建立。 然而,完全图的绘图,其顶点放置在正多边形的点上,已经在13世纪中出现。这样的绘画有时被称为神秘玫瑰。
属性
n个顶点的完全图表示为 。 一些消息来源称,这个符号中的字母K代表德语单词komplett,但完全图的德文名称vollständigerGraph不包含字母K,其他来源则表示符号表示 Kazimierz Kuratowski图论。
具有 个边(三角数),并且是维度为n-1的常规图。所有完全图都是它们自己的最大组。 它们是最大化连接的,因为断开图形的唯一顶点是所有的顶点集。完全图的补码图是一个空图。
如果一个完全图的边缘都被赋予一个方向,那么所得的有向图就被称为比赛。
完全图的匹配数由电话号码给出:
1,1,2,4,10,26,76,232,764,2620,9496,35696,140152,568504,2390480,10349536,46206736,...(OEIS中的序列A000085)。
这些数字给出了n顶点图的Hosoya索引的最大可能值。完全图 (n均匀)完美匹配的数量由双因子 给出。
的交叉号码是已知的, 需要7233或7234个交叉口。 进一步的值是由直线交叉号码项目收集的。 的交叉数字是:
0,0,0,0,1,3,9,29,36,62,102,153,229,324,447,603,798,1029,1318,1657,2055,2528,3077,3699,4430,5250,6180,...(OEIS中的序列A014540)。
几何和拓扑
具有n个节点的完全图表示(n-1) - 复杂的边缘。 几何 形成三角形的边缘集合, 是四面体等。具有圆环拓扑的非凸多面体Császár多面体具有完整的图形 作为其骨架。 四个或更多维度的每个多面体也具有完整的框架。
至 均为平面图。 然而,具有五个或更多个顶点的完整图形的每个平面图都必须包含交叉点,并且非平面完全图 在平面图的表征中起关键作用:通过库拉托斯基定理,当且仅当它既不包含 也不是包含 作为细分,图才能成为平面图,通过瓦格纳定理,图形代替细分也是一样的结果。 康威和戈登证明, 在三维空间中的每一次嵌入是内在联系的,至少有一对连接的是三角形。 康威和戈登还表明, 的任何三维嵌入包含一个嵌入在空间中的哈密尔顿循环。
举例
n顶点的完全图,在n从1到12之间,与边缘数量一起显示如下:
无向完全图
无向完全图是用n表示图中顶点数目的一种图,一张图中每条边都是无方向的。
定义
用n表示图中顶点数目,用e表示边或弧的数目。若∈VR,则vi≠vj,那么,对于
无向图,e的取值范围是0到,有条边的无向图称为完全图。
解释
直观来说,若一个图中每条边都是无方向的,则称为
无向图。
(1)无向边的表示
无向图中的边均是顶点的无序对,无序对通常用圆括号表示。
【例】无序对(vi,vj)和(vj,vi)表示同一条边。
(2)无向图的表示
【例】下面(b)图中的G2和(c)图中的G3均是无向图,它们的顶点集和边集分别为:
V(G2)={v1,v2,v3,v4}
E(G2)={(vl,v2),(v1,v3),(v1,v4),(v2,v3),(v2,v4),(v3,v4)}
V(G3)={v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7}
E(G3)={(v1,v2),(vl,v3),(v2,v4),(v2,v5),(v3,v6),(v3,v7)}
注意
在以下讨论中,不考虑顶点到其自身的边。即若(v1,v2)或是E(G)中的一条边,则要求v1≠v2。此外,不允许一条边在图中重复出现,即只讨论简单的图。
3.图G的顶点数n和边数e的关系
恰有n(n-1)/2条边的无向图称无向完全图(Undirected Complete Graph)
恰有n(n-1)条边的有向图称为
有向完全图(Directed Complete Graph)。
注意:
完全图具有最多的边数。任意一对顶点间均有边相连。
【例】上面(b)图的G2就是具有4个顶点的无向完全图。
有向完全图
用n表示图中顶点数目,用e表示边或弧的数目。若∈VR,则≠,那么,对于有向图,e的
取值范围是0到 ,有 条边的有向图称为有向完全图。