grafos planares y coloracion de grafos

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  • UNIVERSIDAD DE CUENCA

    INTEGRANTES:

    Patricio Agudo

    Diego Guilln

    Joel Montalvan

    Marcelo Tenesaca

    FACULTAD:

    Ingeniera

    PARALELO:

    2

    PROFESORA:

    Ing. Jessica Pinos

    MATERIA:

    Matemticas Discretas

    1

  • ndice

    ndice............................................................................................................................................2

    Objetivos ......................................................................................................................................3

    Introduccin .................................................................................................................................4

    GRAFOS PLANARES .......................................................................................................................5

    Formula de Euler ......................................................................................................................5

    Ejemplo 1. ............................................................................................................................6

    Ejemplo 2 .............................................................................................................................6

    Ejemplo 3 .............................................................................................................................7

    COLORACIN DE GRAFOS ............................................................................................................8

    Propiedad: ................................................................................................................................8

    NUMERO CROMTICO .............................................................................................................9

    Ejemplo 1. ............................................................................................................................9

    Ejemplo 2.- .........................................................................................................................10

    Ejemplo 3. ..........................................................................................................................11

    Conclusiones ..............................................................................................................................13

    Bibliografa .................................................................................................................................14

    2

  • Objetivos

    Tener claro que es un grafo planar.

    Aplicar correctamente la frmula de Euler.

    Definir de una forma clara lo que es la coloracin de grafos.

    Estudiar las propiedades de la coloracin de grafos.

    Tener la capacidad de aplicar los conceptos estudiados a ejemplos

    prcticos.

    3

  • Introduccin

    Los grafos son un conjunto de puntos, de los cuales algn par de ellos est conectado por unas lneas. Si estas lneas son flechas, hablaremos de grafo dirigido (digrafo), mientras que si son simples lneas estamos ante un grafo no dirigido.

    Ms formalmente se pueden definir como un conjunto de vrtices y un conjunto de aristas. Cada arista es un par (u, v), donde u y v pertenecen al conjunto de vrtices. Si este par es ordenado el grafo es dirigido.

    En este trabajo enfocaremos ms el tema de los grafos planares que no es ms que dibujar un grafo sin que sus aristas se crucen y de la coloracin de grafos es asociar a cada vrtice un color de manera que si dos vrtices forman una arista, entonces sean de distinto color.

    4

  • GRAFOS PLANARES

    Se dice que un grafo es plano si y solo si puede dibujarse en el plano de

    manera que ningn par de sus aristas se corte.

    Formula de Euler

    Si G es un grafo plano, conexo, con n vrtices, q aristas y que descompone

    al plano en r regiones (o caras), entonces

    nq + r = 2

    Si G es un grafo simple y planar con n vrtices y q aristas

    1.- Si n 3, entonces q 3n 6 r 2n4

    5

  • Ejemplo 1.

    Obtenga el siguiente grafo plano

    1) Utilizamos la frmula de Euler para calcular el nmero de caras

    nq + r = 2 r=2-5+7 r=4

    2) colocamos los vrtices y unimos con las aristas sin que se crucen

    Ejemplo 2

    6

  • Ejemplo 3

    tiene 5 Regiones

    Observacin: p=8

    q=11

    r=5

    Comprobacion:

    p + r - q=2

    8 + 5 11 = 2

    2 = 2

    7

  • COLORACIN DE GRAFOS

    Dado un grafo G y un conjunto de colores, k colores, una coloracin con k

    colores del grafo es asociar a cada vrtice un color de manera que si dos

    vrtices forman una arista, entonces sean de distinto color.

    La meta del coloreado de grado es agregar un colora cada uno de los

    vrtices o nodo, de tal forma que los vrtices adyacente tengan colores

    diferentes.

    Propiedad:

    Si un grafo tiene n vrtices entonces x (G) < n

    Todo grafo plano admite cuatro colores. Un claro ejemplo de esto se

    puede apreciar en la siguiente figura, en que cada color del plano

    representa un nodo del grafo.

    8

  • NUMERO CROMTICO.- Es el nmero de colores con que se colorea un

    grafo, que es el menor valor que puede tomar k, donde k es el nmero de

    colores con que se puede colorear el grafo.

    Ejemplo 1.

    El primer curso de licenciatura consta de nueve asignaturas,

    A1,..., A9. Hay alumnos que estn matriculados, simultneamente, en las

    asignaturas (A1 y A2), (A3y A4), (A5 y A6) y (A7 yA8) .Adems, todo

    alumno que se matricule en alguna de las asignaturas A1,..., A8 debe

    cursar, obligatoriamente, la asignatura A9. Se trata de disear un horario,

    utilizando el menor nmero de horas posible, que permita a todos los

    alumnos asistir a las clases de las asignaturas en las que este matriculado.

    9

  • Ejemplo 2.-

    Resolver el sudoku.

    1) Completamos la primera fila y columna, y la

    diagonal con puntos azules indicando que en

    esos cuadros no aparecer el nmero 1.

    2) se contina ejecutando el mismo

    procedimiento para todos los nmeros, para el

    numero 2 es la segunda fila, la primera columna.

    3) completamos donde estn 3 colores y

    colocamos el nmero del color que falta

    10

  • Ejemplo 3.

    Colorear el siguiente grafo:

    Ejemplo 4

    Colorear el siguiente grafo

    Si a = color rojo

    b= color azul

    c = color amarillo, entonces:

    11

  • 1)

    2)

    3)

    12

  • Conclusiones

    Con el desarrollo del trabajo hemos podido alcanzar los objetivos

    que nos hemos planteado anteriormente, pudiendo dar a conocer

    todas las caractersticas y propiedades de lo que son grafos

    planares as como de la coloracin de grafos.

    Al utilizar los grafos planares desarrollamos ciertas habilidades para

    poder encontrar un camino para que no se crucen las aristas

    13

  • Bibliografa

    2.dc.uba. (26 de 04 de 2012). 2dc.uba. Recuperado el 16 de Junio de 2014, de planaridad: http://www-2.dc.uba.ar/materias/aed3/2012-01/Documents/algo3_planar_handout.pdf

    matmam. (25 de Octubre de 2012). Coloracion propia de graficas. Recuperado el 16 de junio de 2014, de matemam: http://www.matetam.com/glosario/definicion/coloracion-propia-graficas

    Tool, D. (08 de Septiembre de 2012). HCI. Recuperado el 16 de Junio de 2014, de Ds tool: http://www.hci.uniovi.es/Products/DSTool/grafos/grafos-operaciones.html

    uam. (09 de febrero de 2010). unam.es. Recuperado el 16 de junio de 2014, de uam.es: http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/gallardo/capitulo8b.pdf

    14

    ndiceObjetivosIntroduccinGRAFOS PLANARESFormula de EulerEjemplo 1.Ejemplo 2Ejemplo 3

    COLORACIN DE GRAFOSPropiedad:Ejemplo 1.Ejemplo 2.-Ejemplo 3.Ejemplo 4

    ConclusionesBibliografa