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Handshake-Theorie in der diskreten Mathematik

Wir können die Handshaking-Theorie auch als Gradsummensatz oder Handshaking-Lemma bezeichnen. Die Handshaking-Theorie besagt, dass die Summe der Grade aller Eckpunkte eines Graphen doppelt so groß ist wie die Anzahl der in diesem Graphen enthaltenen Kanten. Die symbolische Darstellung der Handshake-Theorie wird wie folgt beschrieben:

Hier,

Handshake-Theorie in der diskreten Mathematik

„d“ wird verwendet, um den Grad des Scheitelpunkts anzugeben.

„v“ wird verwendet, um den Scheitelpunkt anzugeben.

„e“ wird verwendet, um die Kanten anzuzeigen.

Handshake-Theorem:

Aus dem Handshake-Theorem müssen einige Schlussfolgerungen gezogen werden, die wie folgt beschrieben werden:

In jedem Diagramm:

  • Für die Gradsumme aller Eckpunkte muss es gerade Zahlen geben.
  • Wenn es für alle Eckpunkte ungerade Grade gibt, muss die Summe der Grade dieser Eckpunkte immer gerade bleiben.
  • Wenn es einige Eckpunkte gibt, die einen ungeraden Grad haben, dann ist die Anzahl dieser Eckpunkte gerade.

Beispiele der Handshake-Theorie

Es gibt verschiedene Beispiele für die Handshake-Theorie, und einige Beispiele werden wie folgt beschrieben:

Beispiel 1: Hier haben wir einen Graphen, dessen Grad jeder Scheitelpunkt 4 und 24 Kanten beträgt. Jetzt werden wir die Anzahl der Eckpunkte in diesem Diagramm ermitteln.

Lösung: Mit Hilfe der obigen Grafik haben wir die folgenden Details erhalten:

Grad jedes Scheitelpunkts = 24

Anzahl der Kanten = 24

Nun gehen wir davon aus, dass die Anzahl der Eckpunkte = n ist

Mit Hilfe des Handshaking-Theorems haben wir Folgendes:

Summe eines Grades aller Eckpunkte = 2 * Anzahl der Kanten

Jetzt werden wir die angegebenen Werte in die obige Handshake-Formel einfügen:

n*4 = 2*24

Array im String

n = 2*6

n = 12

Somit ist in Graph G die Anzahl der Eckpunkte = 12.

Beispiel 2: Hier haben wir einen Graphen mit 21 Kanten, 3 Eckpunkten vom Grad 4 und allen anderen Eckpunkten vom Grad 2. Jetzt ermitteln wir die Gesamtzahl der Eckpunkte in diesem Graphen.

Lösung: Mit Hilfe der obigen Grafik haben wir die folgenden Details erhalten:

Anzahl der Eckpunkte vom Grad 4 = 3

Anzahl der Kanten = 21

Alle anderen Eckpunkte haben den Grad 2

Nun gehen wir davon aus, dass die Anzahl der Eckpunkte = n ist

Mit Hilfe des Handshaking-Theorems haben wir Folgendes:

Summe der Grade aller Eckpunkte = 2 * Anzahl der Kanten

Jetzt werden wir die angegebenen Werte in die obige Handshake-Formel einfügen:

3*4 + (n-3) * 2 = 2*21

12+2n-6 = 42

2n = 42 - 6

2n=36

n = 18

Somit ist in Diagramm G die Gesamtzahl der Eckpunkte = 18.

Beispiel 3: Hier haben wir einen Graphen mit 35 Kanten, 4 Eckpunkten vom Grad 5, 5 Eckpunkten vom Grad 4 und 4 Eckpunkten vom Grad 3. Jetzt ermitteln wir die Anzahl der Eckpunkte vom Grad 2 in diesem Graphen.

Lösung: Mit Hilfe der obigen Grafik haben wir die folgenden Details erhalten:

Anzahl der Kanten = 35

Anzahl der Eckpunkte vom Grad 5 = 4

Anzahl der Eckpunkte vom Grad 4 = 5

Anzahl der Eckpunkte vom Grad 3 = 4

Nun gehen wir davon aus, dass die Anzahl der Eckpunkte vom Grad 2 = n ist

Java konvertiert String in int

Mit Hilfe des Handshaking-Theorems haben wir Folgendes:

Summe der Grade aller Eckpunkte = 2 * Anzahl der Kanten

Jetzt werden wir die angegebenen Werte in die obige Handshake-Formel einfügen:

Null-Check in Java

4*5 + 5*4 + 4*3 + n*2 = 2*35

20 + 20 + 12 + 2n = 70

52+2n = 70

2n = 70-52

2n = 18

n = 9

Somit ist in Diagramm G die Anzahl der Eckpunkte vom Grad 2 = 9.

Beispiel 4: Hier haben wir einen Graphen mit 24 Kanten und der Grad jedes Scheitelpunkts ist k. Nun ermitteln wir die mögliche Anzahl der Scheitelpunkte aus den gegebenen Optionen.

  1. fünfzehn
  2. zwanzig
  3. 8
  4. 10

Lösung: Mit Hilfe der obigen Grafik haben wir die folgenden Details erhalten:

Anzahl der Kanten = 24

Grad jedes Scheitelpunkts = k

Nun gehen wir davon aus, dass die Anzahl der Eckpunkte = n ist

Mit Hilfe des Handshaking-Theorems haben wir Folgendes:

Summe der Grade aller Eckpunkte = 2 * Anzahl der Kanten

Jetzt werden wir die angegebenen Werte in die obige Handshake-Formel einfügen:

N*k = 2*24

K = 48/ca

Es ist zwingend erforderlich, dass der Grad eines Scheitelpunkts eine ganze Zahl enthält.

Daher können wir in der obigen Gleichung nur die Wertetypen von n verwenden, die uns einen ganzen Wert von k liefern.

Nun überprüfen wir die oben angegebenen Optionen, indem wir sie nacheinander wie folgt an die Stelle von n setzen:

  • Für n = 15 erhalten wir k = 3,2, was keine ganze Zahl ist.
  • Für n = 20 erhalten wir k = 2,4, was keine ganze Zahl ist.
  • Für n = 8 erhalten wir k = 6, was eine ganze Zahl ist und zulässig ist.
  • Für n = 10 erhalten wir k = 4,8, was keine ganze Zahl ist.

Daher ist Option C die richtige Option.