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完全图


CompleteGraphs

完全图是一个,其中每对图顶点都由一条连接。具有 n图顶点的完全图表示为 K_n,并具有 (n; 2)=n(n-1)/2 (三角形数)条无向边,其中 (n; k) 是一个二项式系数。在较早的文献中,完全图有时被称为通用图。

完全图 K_n 也是完全 n-部图 K_(n×1)=K_(1,...,1_()_(n))

n 个节点上的完全图在 Wolfram 语言中实现为CompleteGraph[n]。预计算的属性可以使用GraphData[{"Complete", n}]。可以使用 Wolfram 语言中的函数来测试图是否完整CompleteGraphQ[g]。

0 个节点的完全图是一个被称为零图的平凡图,而 1 个节点的完全图是一个被称为单点图的平凡图。

在 1890 年代,Walecki 证明了对于奇数 n,完全图 K_n 允许哈密顿分解,对于偶数 n,允许分解为哈密顿环加上完美匹配(Lucas 1892,Bryant 2007,Alspach 2008)。Alspach et al. (1990) 给出了所有 K_n哈密顿分解的构造。

完全图 K_n图补n 个顶点上的空图K_n单纯形图超立方体图 Q_n(Alikhani 和 Ghanbari 2024)。

K_n图亏格[(n-3)(n-4)/12],对于 n>=3 (Ringel 和 Youngs 1968;Harary 1994,p. 118),其中 [x]天花板函数

完全图 G邻接矩阵 A 采用特别简单的形式,即全为 1,对角线上为 0,即单位矩阵减去单位矩阵

 A=J-I.
(1)

完全图是距离正则几何支配唯一的。

K_3环图 C_3,以及奇图 O_2(Skiena 1990,p. 162)。K_4四面体图,以及轮图 W_4,也是一个平面图K_5 是非平面的,有时被称为五胞体图或 Kuratowski 图。Conway 和 Gordon (1983) 证明了 K_6 的每个嵌入都是本征链接的,至少有一对链接的三角形,并且 K_6 也是一个凯莱图。Conway 和 Gordon (1983) 还表明,K_7 的任何嵌入都包含一个打结的哈密顿环

CompleteGraphMinimalEmbeddings

对于 n=1、2、3 和 4,完全图 K_n平面图。对于 n=5、6 和 7,它是非平面图,其图交叉数等于其直线交叉数盖伊猜想提出了 K_n图交叉数的闭合形式,这首先与 K_8直线交叉数不同,其中 rcn=19cn=18。上面说明了最小交叉嵌入,其中显示了 K_8 的最小直线和无限制(允许曲线边)最小嵌入(Harary 和 Hill 1962-1963)。

完全图 K_n线图星图 S_(n+1) 的线图。

色多项式 pi_n(z) K_n降阶乘 (z)_n 给出。 独立多项式由下式给出

 I_n(x)=1+nx,
(2)

匹配多项式由下式给出

mu(x)=He_n(x)
(3)
=2^(-n/2)H_n(x/(sqrt(2))),
(4)

其中 He_n(x)埃尔米特多项式 H_n(x) 的归一化版本。

K_n色数团数n。完全图 Aut(K_n)自同构群对称群 S_n(Holton 和 Sheehan 1993,p. 27)。

CompleteGraphCycles

对于 n=3、4、...,完全图 K_n 中的图环数为 1、7、37、197、1172、8018 ... (OEIS A002807)。这些数字由以下公式解析给出

C_n=sum_(k=3)^(n)1/2(n; k)(k-1)!
(5)
=1/4n[2_3F_1(1,1,1-n;2;-1)-n-1],
(6)

其中 (n; k)二项式系数_3F_1(a,b,c;d;z)广义超几何函数 (Char 1968, Holroyd 和 Wingate 1985)。

完全图是测地线的

一般而言,是否可以将一组具有 1、2、...、n-1图边总是打包到 K_n 中尚不清楚。但是,如果将的选择限制为每个族中的路径或星形,则始终可以完成打包(Zaks 和 Liu 1977,Honsberger 1985)。

完全图 K_n二分双图皇冠图 K_2 square K_n^_


参见

哑铃图, , 完全二分图, 完全有向图, 完全 k-部图, 空图, 图补, 盖伊猜想, 棒棒糖图, 奇图, 正多边形对角线划分, 单点图 在 MathWorld 课堂中探索此主题

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参考文献

Alikhani, S. 和 Ghanbari, N. "图论中的黄金比例:综述。" 2024 年 7 月 9 日。 https://arxiv.org/abs/2407.15860Alspach, B.; Bermond, J.-C.; 和 Sotteau, D. "分解为环。I. 哈密顿分解。" 在 1987 年 5 月 3-9 日在加拿大魁北克省蒙特利尔举行的关于环和射线的北约高级研究研讨会论文集:有限图和无限图中的基本结构 (Ed. G. Hahn, G. Sabidussi, 和 R. E. Woodrow). 多德雷赫特,荷兰:Kluwer,pp. 9-18, 1990.Alspach, B. "精彩的 Walecki 构造。" Bull. Inst. Combin. Appl. 52, 7-20, 2008.Bryant, D. E. "完全图的环分解。" 在 2007 年组合数学调查 (Eds. A. J. W. Hilton 和 J. M. Talbot). 英国剑桥:剑桥大学出版社,2007.Char, J. P. "主电路矩阵。" Proc. IEE 115, 762-770, 1968.Chartrand, G. 图论导论。 纽约:Dover,pp. 29-30, 1985.Conway, J. H. 和 Gordon, C. M. "空间图中的结和链。" J. Graph Th. 7, 445-453, 1983.DistanceRegular.org. " K_9 的辛 7-覆盖。" http://www.distanceregular.org/graphs/symplectic7coverk9.html.Harary, F. 图论。 雷丁,马萨诸塞州:Addison-Wesley, 1994.Harary, F. 和 Hill, A. "关于完全图中的交叉数。" Proc. Edin. Math. Soc. 13, 333-338, 1962-1963.Holroyd, F. C. 和 Wingate, W. J. G. "树或其他图的补图中的环。" Disc. Math. 55, 267-282, 1985.Holton, D. A. 和 Sheehan, J. 彼得森图。 英国剑桥:剑桥大学出版社,1993.Honsberger, R. 数学瑰宝 III。 华盛顿特区:美国数学协会,pp. 60-63, 1985.Lucas, É. 数学娱乐, tome II. 巴黎, 1892.Ringel, G. 和 Youngs, J. W. T. "Heawood 地图着色问题的解决方案。" Proc. Nat. Acad. Sci. USA 60, 438-445, 1968.Saaty, T. L. 和 Kainen, P. C. 四色问题:攻击与征服。 纽约:Dover,p. 12, 1986.Skiena, S. "完全图。" §4.2.1 在 离散数学实现:使用 Mathematica 的组合数学和图论。 雷丁,马萨诸塞州:Addison-Wesley,pp. 82, 140-141, 和 162, 1990.Sloane, N. J. A. 序列 A002807/M4420 在 "整数序列在线百科全书" 中。Zaks, S. 和 Liu, C. L. "将图分解为树。" 在 第八届东南组合数学、图论和计算会议论文集(路易斯安那州立大学,巴吞鲁日,路易斯安那州,1977 年 (Ed. F. Hoffman, L. Lesniak-Foster, D. McCarthy, R. C. Mullin, K. B. Reid, 和 R. G. Stanton). Congr. Numer. 19, 643-654, 1977.

在 Wolfram|Alpha 上引用

完全图

引用为

Weisstein, Eric W. "完全图。" 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/CompleteGraph.html

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