**Vlastnosti souvislých grafů** - Věta: G je souvislý, m hran, n vrcholů, pak 1) $m \geq n - 1$ 2) pokud $n \geq 2$, pak v G existuje $v, v \in V(G)$ tak, že $G \setminus u$ je souvislý, $G \setminus v$ je souvislý **Orientované grafy** - Def: orientovaný graf je dvojice $G = (V, E)$, V je množina vrcholů, E je množina hran, $E \leq V \times V$ - orientované grafy odpovídají binárním relacím **Speciální grafy** - orientovaná cesta $P_{n}(\vec{P_{n}})$ - cyklus $C_{n}(\vec{C_{n}})$ **Podgrafy a spol.** - G orientovaný graf - **podgraf**: $H \leq G : V(H) \leq V(G), E(G) \leq E(G)$ - **indukovaný podgraf**: $H \leq G : V(H) \leq V(G), E(H) = E(G) \cap (V(H) \times V(H))$ - **faktor**: $V(H) = V(G), E(H) \leq E(G)$ - **vlastní faktor**: H je vl. faktor G : H je faktor $\wedge H \neq G$ **Symetrizace orientovaného grafu** - symetrizace H, or. graf G - z hran v G "odmažu" orientaci - smažu násobné hrany - smažu smyčku - $E(H) = \{ \{x, y\} | (x, y) \in E(G), x \neq y \}$ - $V(H) = V(G)$ - orientace neorientovaného grafu H - přiřaďme orientaci neorientovaným hranám - $2^n$ možných orientací - v orientaci neor. grafu nejsou smyčky ani prituchůdné hrany **Okolí a stupně v orientovaných grafech** - G or. graf, $G = (V, E)$ - $v \in V(G)$ - $N^{out}(v) = \{ u \in V(G) \mid (v, u) \in E(G) \}$ - vstupní okolí $N^+, N^-$ - $N^{in}_{G}(v) = \{ u \in V(G) \mid (u, v) \in E(G) \}$ - výstupní stupeň - $d^{out}_{G}(v) = \vert N^{out}(v) \vert$ - vstupní stupeň - $d^{in}(v) = \vert N^{in}(v) \vert$ - $\sum_{ n\in V(G)} d^{out}_{G}(v) = \sum_{n \in V(G)} d^{in}_{G}(v) = m$ - m je # hran or. grafu - D: každá hrana započtena 1x **Slabá souvislost** or. grafu G - Def: or. graf G je slabě souvislý, pokud je jeho symetrizace souvislá - $\to$ komponenty slabé souvislosti **Orientované sledy, tahy a cesty** - **orientovaný sled** - posloupnost vrcholů $v_{1}, v_{2}, \dots, v_{l}$ tak, že $(v_{i}, v_{i+1}) \in E(G)$ - **orientovaný tah** - neopakují se hrany - **orientovaná cesta** - neopakují se vrcholy - další 3 možné pohledy - uzavřený orientovaný sled - počáteční a koncový vrchol posloupnosti stejné - uzavřený orientovaný tah - cyklus (uz. or. cesta) - Def: orientovaný graf G je **silně souvislý**, pokud $\forall$ dvojice vrcholů $x, y \in V(G)$ platí, že v G $\exists$ orientovaný xy-sled (cesta) $\wedge \, \exists$ or. yx-sled (cesta) - nejkratší or. xy-sled je xy-cestou - Věta: G je or. graf, slabě souvislý - G je silně souvislé $\iff$ každá hrana je obsažena v nějakém cyklu **Relace oboustranné dosažitelnosti** - or. G, $x, y \in V(G)$ - relace ob. dosažitelnosti $x \sim y$, pokud $\exists$ or. xy-sled $\wedge \, \exists$ or. yx-sled - reflexivní - symetrická - tranzitivní - $x \sim y \wedge y \sim z \implies x \sim z$ - je to ekvivalence - $\implies$ rozklad V(G) na třídy ekvivalence - silná komponenta - je podgraf indukovaný na třídě ekvivalence (maximální silně souvislý podgraf) **Kondenzace** or. grafu G - $V_{C} =$ množina silných komponent G - $G_{C} = (V_{C}, E_{C})$ - $Q_{1}Q_{2} \in E_{C}$, pokud v G $\exists \, x_{1} \in V(Q_{1}), \exists \, x_{2} \in V(Q_{2})$ tak, že $(x_{1}, x_{2}) \in E$ **Acyklické or. grafy** - or. graf bez cyklů - Acyklické grafy odpovídají POSETům - sledová relace [walk relation] $\quad x\sim y \quad x, y \in V(G)$, pokud $\exists$ or. xy-sled - reflexivní $x\sim y$ [sled nulové délky] - antisymetrická - tranzitivní - každý POSET odpovídá sledová relace nějakého acykl. grafu [bisekce] - minimální prvky $\quad d^{in}_{G}(v) = 0\quad$ - vstupní vrchol - maximální prvky $\quad d^{out}_{G}(v) = 0\quad$ - výstupní vrchol - každý podgraf acyklického grafu je acyklický [acyklicita je dědičná] - $\implies$ každý acyklický graf má topologické uspořádání vrcholů (odtrhávání vstupních vrcholů a jejich postupné číslování) - lineární (topologické) uspořádání - očíslování vrcholů ac. grafu tak, že $(i,j) \in E(G) \implies i < j$ - or. graf G je acyklický $\iff$ vrcholy G lze lineárně uspořádat - Věta: G or. graf 1) kondenzace $G^C$ je acyklická 2) G je silně souvislý $\iff$ $G^C$ má jediný vrchol 3) G acyklický $\iff G^C = G$ **Matice přiřazené grafům** (or. & neor.) - Laplaceova matice L(G) neorientovaného grafu G řádu $n = \vert V(G) \vert$ - redukovaná Laplaceova matice $L_{R}(G)$ - vynecháním i-tého řádku a i-tého sloupce pro nějaké (pevné) i - Věta: počet různých koster neor. grafu G je roven $\det L_{R}(G)$