Regulärer Graph
In der Graphentheorie heißt ein Graph regulär, falls alle seine Knoten gleich viele Nachbarn haben, also den gleichen Grad besitzen. Bei einem regulären geri…
In der Graphentheorie heißt ein Graph regulär, falls alle seine Knoten gleich viele Nachbarn haben, also den gleichen Grad besitzen. Bei einem regulären gerichteten Graphen muss weiter die stärkere Bedingung gelten, dass alle Knoten den gleichen Eingangs- und Ausgangsgrad besitzen.[1] Ein regulärer Graph mit Knoten vom Grad k wird k-regulär oder regulärer Graph vom Grad k genannt.
Reguläre Graphen mit einem Grad von höchstens 2 lassen sich leicht klassifizieren: Ein 0-regulärer Graph besteht aus unzusammenhängenden Knoten, ein 1-regulärer Graph besteht aus unzusammenhängenden Kanten, und ein 2-regulärer Graph besteht aus unzusammenhängenden Kreisen.
Ein 3-regulärer Graph wird auch als kubischer Graph bezeichnet.
Ein stark regulärer Graph ist ein regulärer Graph, bei dem je 2 benachbarte Knoten genau a gemeinsame Nachbarn, und je zwei nicht benachbarte Knoten genau b gemeinsame Nachbarn haben. Der kleinste reguläre, aber nicht stark reguläre Graph ist der Kreisgraph und der zirkuläre Graph mit je 6 Knoten.
Der vollständige Graph ist für jedes stark regulär.
Nach einem Satz von Nash-Williams hat jeder k-reguläre Graph mit Knoten einen Hamiltonkreis.
-
0-regulärer Graph
-
1-regulärer Graph
-
2-regulärer Graph
-
3-regulärer Graph
Algebraische Eigenschaften
Sei A die Adjazenzmatrix eines Graphen. Der Graph ist genau dann regulär, wenn ein Eigenvektor von A ist.[2] Der Eigenwert dieses Vektors ist gleichbedeutend mit dem Grad des Graphen. Eigenvektoren mit anderen Eigenwerten sind orthogonal zu , d. h. für solche Eigenvektoren gilt: .
Ein regulärer Graph vom Grad k ist genau dann zusammenhängend, wenn der Eigenwert k die Vielfachheit eins hat.[2]
Kombinatorik
Die Anzahl der zusammenhängenden -regulären Graphen steigt für gegebenes im Wesentlichen schneller als exponentiell mit der Anzahl der Knoten. Wenn und ungerade sind, ist diese Anzahl offensichtlich gleich 0.
Die folgende Tabelle zeigt die mit Hilfe eines Computers bestimmten Anzahlen für und :[3][4]
| Anzahl der zusammenhängenden regulären Graphen | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| n | k | |||||||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| 4 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 2 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 7 | 0 | 2 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 8 | 5 | 6 | 3 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 0 | 16 | 0 | 4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 10 | 19 | 59 | 60 | 21 | 5 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 11 | 0 | 265 | 0 | 266 | 0 | 6 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 12 | 85 | 1544 | 7848 | 7849 | 1547 | 94 | 9 | 1 | 1 | 0 |
| 13 | 0 | 10778 | 0 | 367860 | 0 | 10786 | 0 | 10 | 0 | 1 |
| 14 | 509 | 88168 | 3459383 | 21609300 | 21609301 | 3459386 | 88193 | 540 | 13 | 1 |
| 15 | 0 | 805491 | 0 | 1470293675 | 0 | 1470293676 | 0 | 805579 | 0 | 17 |
| 16 | 4060 | 8037418 | 2585136675 | 113314233808 | 733351105934 | 733351105935 | 113314233813 | 2585136741 | 8037796 | 4207 |
Weblinks
- Eric W. Weisstein: Regular Graph. In: MathWorld (englisch).
- Eric W. Weisstein: Strongly Regular Graph. In: MathWorld (englisch).
- GenReg Software und Daten von Markus Meringer.
Einzelnachweise
- ↑ Wai-Kai Chen: Graph Theory and its Engineering Applications. World Scientific, 1997, ISBN 978-981-02-1859-1, S. 29.
- ↑ a b D. M. Cvetković, M. Doob, H. Sachs: Spectra of Graphs: Theory and Applications. 3. überarbeitete Auflage. Wiley, New York 1998.
- ↑ Folge A068934 in OEIS
- ↑ Wolfram MathWorld: Regular Graph
Content Disclaimer
Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.
- The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
- There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
- It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
- Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
- Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.