平面图
- 平面图
- 定义
- 可平面图 / 平面图:可以把边无交地画在平面上的图。
- 平面嵌入:画出的无边相交的平面图。
- 非平面图:无平面嵌入的无向图。
- 性质
- 是平面图, 是非平面图。
- 平面图的子图是平面图,非平面图的母图是非平面图。
- 平面图加入平行边或环后还是平面图。
- 面
- 面:平面图将平面划分出的区域。
- 无限面 / 外部面:面积无限大的面,记作 。
- 有限面 / 内部面:面积有限大的面,记作 。
- 边界:包围面的回路。
- 边界可以是各种回路,也可以是多个非连通的回路的并。
- 次数:面的边界的长度,记作 。
- 。
- 简单图没有次数为 或 的面(分别对应环和平行边)。
- 极大平面图
- 极大平面图:已知简单平面图 ,若在任意不相邻节点间添加一条边后变为非平面图。
- 规定已无不相邻节点的简单平面图也是极大平面图。
- 极大平面图是连通的, 阶极大平面图没有割点和桥。
- 已知 为简单连通图, 为极大平面图 的每个面的次数均为 。
- 极小非平面图
- 极小非平面图:已知非平面图 ,若任意删除一条边后变为平面图。
- 是极小非平面图。
- 极小非平面图是简单图。
- 定义
- 欧拉公式
- 内容
- 已知连通平面图 的结点数、边数、面数分别为 ,则 。
- 已知平面图 的结点数、边数、面数、连通分支数分别为 ,则 。
- 相关定理
- 连通平面图 有 ,则 。
- 平面图 有 ,则 。
- 已知 为 阶 条边的极大平面图,则 。
- 已知 为 阶 条边的简单平面图,则 。
- 已知 为简单平面图,则 。
- 内容
- 平面图的判定
- Kuratowski 定理
- 插入 度结点:已知 ,删除 并增加 。
- 消去 度结点:插入 度结点的逆过程。
- 同胚: 与 同构或经过反复插入或消去 度结点后同构。
- 收缩边:已知 ,删除 并增加 ,将与 相邻的点连接到 。
- 是平面图 中不含与 或 同胚的子图。
- 是平面图 中不含可以收缩为 或 的子图。
- 其他方法
- 见欧拉公式相关定理。
- Kuratowski 定理
- 平面图的对偶图
- 定义
- 已知 为平面嵌入,按照以下方式构造对偶图
- 中的面 对应 中结点 。
- 中的边 是两个面 的边界,则在 中连边 。
- 已知 为平面嵌入,按照以下方式构造对偶图
- 性质
- 为平面嵌入。
- 是连通图。
- 已知 与 对应
- 图像上, 只与 相交,不与其他边相交。
- 若 是环,则 是桥,若 是桥,则 是环。
- 在多数情况下, 为多重图。
- 同构的平面图的对偶图不一定是同构的。
- 有 个连通分支时, 和 的关系:
- ,当 是有 。
- 中 与 中 对应,则 。
- 自对偶图
- 若 ,则 为自对偶图。
- 阶轮图 :在 边形内放置 个结点,此结点与多边形顶点都相邻。
- 轮图都是自对偶图。
- 定义