Русская Википедия:Коэффициент сетчатости

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Коэффициент сетчатости — инвариант планарных графов, измеряющий число ограниченных граней графа по отношению к возможному числу граней других планарных графов с тем же числом вершин. Коэффициент принимает значения от 0 для деревьев до 1 для Шаблон:Не переведено 5Шаблон:SfnШаблон:Sfn.

Определение

Коэффициент используется для сравнения общей структуры циклов связного планарного графа по отношению к двум крайним значениям. С одной стороны имеются деревья, планарные графы без цикловШаблон:Sfn. Другая крайность представлена Шаблон:Не переведено 5, имеющими наибольшее возможное число рёбер и граней для заданного числа вершин. Нормализованный коэффициент сетчатости — это отношение числа циклов к максимально возможному числу циклов в графе (с тем же числом вершин). Отношение принимает значение от 0 для деревьев до 1 для любого максимального планарного графа.

Вообще говоря, можно показать с помощью эйлеровой характеристики, что все планарные графы с <math>n</math> вершинами имеют максимум <math>2n-5</math> ограниченных граней (одна неограниченная грань не считается) и, если имеется <math>m</math> рёбер, то число ограниченных граней равно <math>m-n+1</math> (что равно контурному рангу графа). Таким образом, нормализованный коэффициент сетчатости можно определить как отношение двух чисел:

<math>\alpha = \frac{m-n+1}{2n-5}.</math>

И этот коэффициент меняется от 0 для деревьев до 1 для максимальных планарных графов.

Приложения

Коэффициент сетчатости может быть использован для оценки избыточности сети. Этот параметр, наряду с алгебраической связностью, которая измеряет надёжность сети, может быть использован для измерения топологических аспектов стойкости сети водопроводаШаблон:Sfn; также используется для описания структуры улиц в городахШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Ограничения

В пределе для больших графов (число рёбер Шаблон:Nowrap сетчатость стремится к следующей величине:

<math>\alpha \approx \frac{\langle k\rangle}{4} - \frac{1}{2}</math>,

где <math>\langle k\rangle = 2m/n </math> — средняя степень вершин в графе. Таким образом, для больших графов сетчатость не несёт больше информации, чем средняя степень.

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература