**Počet koster úplného grafu (různých)** - Věta (Cayleyho formule) - počet různých koster úplného grafu $K_{n}$ je $n^{n-2}$ - [= počet různých stromů na $n$ vrcholech] **Incidenční matice** [vrcholově-hranová inc. matice] - or. graf G bez smyček, $G = (V, E), V = \{ v_{1}, \dots, v_{n} \}, E = \{ e_{1}, \dots, e_{n} \}$ - $M(G) = (m_{ij})_{i = 1, \dots, n}^{j = 1, \dots, n}$ typu $n/m$ - $m_{ij} \begin{cases} 1 \quad \text{pokud hrana } e_{j} \text{ začíná ve vrcholu } v_{i}\\-1 \quad \text{pokud hrana } e_{j} \text{ končí ve vrcholu } v_{i}\\0 \quad \text{ jinak (} e_{j} \text{ nekoliduje s } v_{i}\text{)} \end{cases}$ - v každém sloupci je právě jedna 1 a právě jedna -1 - sloupce odpovídají dvěma protichůdným hranám (jsou lineárně závislé) **Incidenční matice** neor. grafu - $M(G) = (m_{ij})$ typu $n/m$ - $m_{ij} \begin{cases} 1 \quad \text{pokud hrana } e_{j} \text{ inciduje s vrcholem } v_{i}\\0 \quad \text{ jinak} \end{cases}$ **Matice sousednosti** - $A(G) = (a_{ij})$ řádu n - $a_{ij} = \begin{cases} 1 \quad \text{v G existuje hrana }(i,j)\\ 0 \quad \text{jinak} \end{cases}$ - obecně A není symetrická - pro neor. graf G (matice symetrické orientace) **Laplaceova matice** neor. grafu G na n vrcholech - $L(G) = (l_{ij})$ řádu n (symetrická) - $V = \{ v_{1}, \dots, v_{n} \}$ - $l_{ij} = \begin{cases} \deg(v_{i}) \quad \text{pro } i=j \\ -1 \quad\qquad v_{i}v_{j} \in E(G) \\ 0 \qquad\qquad \text{jinak} \end{cases}$ - redukovaná Laplaceova matice $L_{R}$ - Tvrzení: - neor. graf G, H lib. (pevná) orientace grafu G - pak platí $L(G) = M(H) \cdot M^T(H)$ $\quad [L_{R}(G) = M_{R}(H) \cdot M_{R}^T(H)]$ - Věty (2 lim. alg.): - matice A řádu n, B typu n/m - pokud $A = B \cdot B^T$, pak A je pozitivně semidefinitní - p.s.d. matice má nezáporná vl. čísla - Laplaceova matice neor. grafu je pozitivně semidefinitní **Vlastnosti incidenční matice orientovaného grafu** - G or. graf, $G = (V, E), V = \{ v_{1}, \dots, v_{n} \}, E= \{ e_{1}, \dots, e_{n} \}$ - $M(G) = (m_{ij})$ - Tvrzení: - or. graf G, buď K slabá komponenta G, pokud $\sum_{i=1}^{n} \alpha_{i}v_{i} = 0$, pak všechny $v_{i}$ komponenty K jsou si příslušné koeficienty $\alpha_{i}$ rovny - Pozorování: - množin řádků M(G) je LZ (součet všech je nulový ř.) - $\text{hod}(M(G)) < n$ - Věta: - G or. slabě souvislý graf, pak $h(M(G)) = n-1 \quad (n = \vert V(G)\vert)$ - dokonce lib. podmnožina $n-1$ řádků je LN - Věta: - or. graf F má k slabých komponent $\iff \text{hod}(M(G)) = n-k$ **Kostra orientovaného grafu** - G or. graf, H je kostra G, pokud symetrizace H je kostrou symetrizace G a H neobsahuje protichůdné hrany a smyčky - značení: M(G), S množina sloupců M(G) - $F_{S}$ ... faktor přiřazený vybrané množině sloupců S - $e_{i} \in F_{S} \iff e_{i} \in S$ - Věta: - G slabě souvislý or. graf bez smyček, potom čtvercová podmatice $A_{S}$ matice $M_{R}(G)$ řádu $n-1$ je regulární $\iff$ odpovídající faktor $F_{S}$ je kostrou G