ระยะทาง (ทฤษฎีกราฟ)
ในทางคณิตศาสตร์ด้านการทฤษฎีกราฟที่ระยะห่างระหว่างสองจุดในกราฟคือจำนวนของขอบในส่วนเส้นทางที่สั้นที่สุด (เรียกว่ายังมีเนื้อที่กราฟ ) เชื่อมต่อพวกเขา นอกจากนี้ยังเป็นที่รู้จักกันเป็นระยะเนื้อที่ [1]สังเกตว่าอาจมีเส้นทางที่สั้นที่สุดมากกว่าหนึ่งเส้นทางระหว่างจุดยอดสองจุด [2]หากไม่มีเส้นทางเชื่อมต่อจุดยอดทั้งสอง กล่าวคือ หากเป็นส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกันต่างกันตามอัตภาพ ระยะทางจะถูกกำหนดเป็นอนันต์
ในกรณีของกราฟกำกับระยะทาง ระหว่างจุดยอดสองจุด และ ถูกกำหนดเป็นความยาวของเส้นทางตรงที่สั้นที่สุดจาก ถึง ประกอบด้วยส่วนโค้ง โดยมีเส้นทางดังกล่าวอย่างน้อยหนึ่งเส้นทาง [3]สังเกตว่า ตรงกันข้ามกับกรณีของกราฟที่ไม่มีทิศทาง ไม่จำเป็นต้องตรงกับ และอาจเป็นกรณีที่ถูกกำหนดไว้ในขณะที่อีกรายการหนึ่งไม่ได้กำหนดไว้
แนวคิดที่เกี่ยวข้อง
พื้นที่ตัวชี้วัดที่กำหนดไว้กว่าชุดของจุดในแง่ของระยะทางในกราฟที่กำหนดไว้กว่าชุดที่เรียกว่าตัวชี้วัดกราฟ ชุดจุดยอด (ของกราฟที่ไม่ระบุทิศทาง) และฟังก์ชันระยะทางจะสร้างปริภูมิเมตริก หากเชื่อมต่อกราฟแล้วเท่านั้น
ความเบี้ยว ของจุดยอด คือระยะห่างสูงสุดระหว่าง และจุดยอดอื่นๆ ในสัญลักษณ์ที่เป็น. สามารถคิดได้ว่าโหนดอยู่ห่างจากโหนดที่อยู่ห่างจากโหนดมากที่สุดในกราฟเท่าใด
รัศมี ของกราฟคือความเยื้องศูนย์กลางขั้นต่ำของจุดยอดใดๆ หรือในสัญลักษณ์ .
เส้นผ่าศูนย์กลาง ของกราฟคือความเยื้องศูนย์กลางสูงสุดของจุดยอดใดๆ ในกราฟ นั่นคือ, คือระยะห่างสูงสุดระหว่างจุดยอดคู่ใดๆ หรืออีกทางหนึ่ง . เพื่อหาขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของกราฟเป็นครั้งแรกพบว่าเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างคู่ของแต่ละจุด ความยาวสูงสุดของเส้นทางเหล่านี้คือเส้นผ่านศูนย์กลางของกราฟ
ยอดกลางในกราฟของรัศมี เป็นคนหนึ่งที่มีความเยื้องศูนย์คือ —นั่นคือจุดยอดที่บรรลุรัศมีหรือจุดยอดเท่ากัน ดังนั้น .
จุดสุดยอดอุปกรณ์ต่อพ่วงในกราฟของเส้นผ่าศูนย์กลาง คือความห่างไกล จากจุดยอดอื่นๆ นั่นคือจุดยอดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง อย่างเป็นทางการ เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง if .
จุดสุดยอดหลอกอุปกรณ์ต่อพ่วง มีคุณสมบัติที่สำหรับจุดยอดใดๆ , ถ้า อยู่ไกลจาก ให้ได้มากที่สุดแล้ว อยู่ไกลจาก เป็นไปได้. อย่างเป็นทางการ จุดยอดuคืออุปกรณ์ต่อพ่วงเทียม ถ้าสำหรับแต่ละจุดยอดvกับ ถือ .
การแบ่งจุดยอดของกราฟออกเป็นเซตย่อยตามระยะทางจากจุดยอดเริ่มต้นที่กำหนด เรียกว่าโครงสร้างระดับของกราฟ
กราฟดังกล่าวว่าสำหรับคู่ของจุดทุกมีความเป็นเส้นทางที่สั้นที่สุดที่ไม่ซ้ำกันเชื่อมต่อพวกเขาเรียกว่ากราฟ Geodetic ตัวอย่างเช่นต้นไม้ทั้งหมดมีลักษณะทางภูมิศาสตร์ [4]
อัลกอริทึมการหาจุดยอดเทียม
อัลกอริธึมเมทริกซ์กระจัดกระจายส่วนปลายมักต้องการจุดยอดเริ่มต้นที่มีความเยื้องศูนย์สูง จุดยอดของอุปกรณ์ต่อพ่วงจะสมบูรณ์แบบ แต่มักจะคำนวณได้ยาก ในกรณีส่วนใหญ่ จุดยอดอุปกรณ์ต่อพ่วงเทียมสามารถใช้ได้ สามารถพบจุดยอดอุปกรณ์ต่อพ่วงหลอกได้ง่ายด้วยอัลกอริทึมต่อไปนี้:
ดูสิ่งนี้ด้วย
หมายเหตุ
- ^ Bouttier, Jeremie; ดิ ฟรานเชสโก้, พี.; Guitter, E. (กรกฎาคม 2546). "ระยะทางจีโอเดซิกในกราฟระนาบ". ฟิสิกส์นิวเคลียร์ ข . 663 (3): 535–567. arXiv : cond-mat/0303272 . ดอย : 10.1016/S0550-3213(03)00355-9 .
โดยระยะทางเราหมายถึงที่นี่ระยะทาง geodesic ตามกราฟคือความยาวของเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างพูดสองใบหน้าที่กำหนด
- ^ Weisstein, Eric W. "กราฟ Geodesic" . แม ธ เวิลด์ - เป็นวุลแฟรมทรัพยากรเว็บ วิจัยวุลแฟรม. สืบค้นเมื่อ2008-04-23 .
ความยาวของกราฟ geodesic ระหว่างจุดเหล่านี้ d(u,v) เรียกว่าระยะทางกราฟระหว่าง u และ v
- ^ เอฟ Harary, กราฟทฤษฎี Addison-Wesley 1969, p.199
- ^ Øysteinแร่ทฤษฎีกราฟ [3rd ed. 1967] Colloquium สิ่งพิมพ์สมาคมคณิตศาสตร์อเมริกันพี 104