圖論中的幾個極值問題

圖論中的幾個極值問題 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:上海教育齣版社
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出版時間:1981-09
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具體描述

《圖論中的幾個極值問題》 是一部深度探索圖論領域核心議題的學術著作。本書聚焦於圖論中一類至關重要且極具挑戰性的問題——極值問題。這類問題旨在探究在給定條件下,圖的特定性質(例如邊的數量、頂點的度數、子圖的存在性等)所能達到的最大值或最小值。 本書的開篇,首先係統梳理瞭圖論的基礎概念和相關理論,為讀者構建堅實的理論框架。這包括但不限於圖的定義、錶示方法、基本術語(如頂點、邊、路徑、環、連通性、正則圖等)以及一些重要的圖類(如二部圖、樹、平麵圖、有嚮圖等)。在此基礎上,作者詳細闡述瞭圖論中進行極值問題研究所需的關鍵工具和方法,如證明技巧(數學歸納法、反證法)、組閤分析技術、概率方法以及一些經典的不等式。 本書的核心內容,則圍繞幾個經典的、具有代錶性的圖論極值問題展開。 一、圖的邊數界限問題: 這部分內容深入探討瞭在滿足特定圖結構或性質條件下,圖的邊數可能達到的上界或下界。例如,Turán 定理作為圖論中最重要的極值定理之一,被詳細闡述。Turán 定理給齣瞭不包含特定子圖(完全圖)的圖的最大邊數。本書將對 Turán 定理的證明進行細緻的分解,並展示其在不同圖結構上的應用,例如不包含特定完全二部圖的圖的邊數問題。此外,還將探討更廣泛的“禁止子圖”問題,即確定一個圖中不包含某個給定子圖時的最大邊數,並介紹相關的猜想和已解決的成果。 二、圖的正則性與極值: 本書還深入研究瞭與圖的度數分布相關的極值問題,尤其關注正則圖的性質。例如,Erdős–Gallai 定理,該定理給齣瞭一個給定的度數序列能否構成一個圖的充要條件,並且在極值圖論中,它也常被用來構造具有特定性質的圖,探討其可能的最大邊數。此外,還會討論關於度數最大值、最小值以及平均度數等方麵的極值性質,例如,在給定頂點數和邊數的情況下,圖中存在某個特定度數(如最大度或最小度)的頂點的概率,或在滿足某些條件時,圖中是否存在具有特定度數序列的子圖。 三、圖的連通性與極值: 連通性是圖論中的一個基本概念,本書也將其中的極值問題進行瞭深入剖析。例如,Whitney 定理(關於點連通度和邊連通度的關係)和 Menger 定理(關於連通度和路徑數量的關係)等經典結果將得到詳細介紹和證明。本書還將探討在給定邊數和頂點數的情況下,如何構造或分析具有最小割集(即最小邊連通度)或最小頂集(即最小點連通度)的圖。這部分內容將涉及如何通過添加或刪除邊/頂點來改變圖的連通度,以及在什麼條件下可以實現最優的連通性。 四、特定圖類的極值問題: 除瞭上述通用性極值問題,本書還將聚焦於一些特殊的圖類,探討它們獨有的極值性質。例如: 樹的極值問題: 探討在給定頂點數下,具有特定性質(如最大度、最小度、直徑等)的樹的邊數、葉子節點數等。 二部圖的極值問題: 深入分析在給定頂點劃分下,最大匹配、最小邊覆蓋等問題與圖的邊數之間的關係,如 Konig 定理(關於二部圖中最大匹配大小等於最小頂點覆蓋大小)。 平麵圖的極值問題: 探討在嵌入平麵後的邊數限製,如 Euler 公式(V - E + F = 2)及其在極值問題中的應用,以及關於平麵圖中頂點度數和邊數關係的極值結果。 染色問題的極值: 雖然染色本身不是純粹的極值問題,但與染色相關的極值也常齣現,例如,確定一個圖中是否存在特定顔色的子圖,或者在給定邊數和頂點數的情況下,使圖的色數盡可能小的圖。 五、現代發展與開放性問題: 本書的最後部分,將簡要介紹近年來圖論極值問題領域的一些新發展和前沿研究方嚮。這可能包括對超圖(hypergraphs)的極值研究,以及與其他數學分支(如代數、拓撲、計算機科學)的交叉領域。同時,也會提及一些尚未解決的著名猜想和開放性問題,為有誌於進一步深入研究的讀者提供指引。 總而言之,《圖論中的幾個極值問題》以其嚴謹的數學邏輯、豐富的理論內容和廣泛的應用前景,為讀者提供瞭一個深入理解和掌握圖論核心極值問題的寶貴資源。本書適閤數學、計算機科學、運籌學以及相關領域的學生、研究人員和工程師閱讀。

作者簡介

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讀後感

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用戶評價

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這本書以其獨特的視角和深入的分析,成功地將復雜的圖論極值問題變得易於理解和掌握。我一直對那些關於“最少”和“最多”的問題充滿好奇,而這本書正是滿足瞭我這種好奇心的絕佳讀物。作者在講解最短路徑問題時,不僅闡述瞭Dijkstra算法的核心思想,還詳細介紹瞭Bellman-Ford算法,以及它們在處理負權邊時的差異。這種對比分析讓我對算法的適用範圍有瞭更清晰的認識。我尤其欣賞書中關於最大流最小割定理的講解。作者通過一係列生動的例子,例如在交通網絡中的流量調度,以及在通信係統中的數據傳輸,生動地展示瞭這一重要定理的實際應用價值。他不僅解釋瞭如何將一個實際問題轉化為網絡流模型,更展示瞭如何利用求解最大流來解決實際的最小割問題。此外,書中對NP-完全問題,如著色問題和團問題,也進行瞭深入的探討,並介紹瞭在實際應用中常用的近似算法和啓發式方法,這讓我看到瞭解決復雜問題的希望。書中對圖的連通性,如割點和橋的分析,也讓我對圖的結構有瞭更深刻的理解,以及這些結構如何影響某些極值問題的求解。

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這絕對是一本能夠激發思考、拓展視野的圖論專著。作者在處理諸如圖的連通性、匹配以及流網絡等核心概念時,展現齣瞭非凡的清晰度和深度。我尤其被書中關於旅行商問題(TSP)的探討所吸引。它不僅迴顧瞭TSP的曆史淵源和研究進展,更深入地分析瞭各種求解方法的優劣,從精確算法到近似算法,再到啓發式算法,都進行瞭詳盡的闡述。作者對於 Christofides 算法的講解尤其精彩,它不僅展示瞭如何構建一個近似解,還對其近似比進行瞭嚴格的數學證明,這對於理解近似算法的理論基礎至關重要。閱讀過程中,我仿佛置身於一個由節點和邊構成的復雜迷宮,而作者則是我手中的羅盤,指引我穿越迷宮,找到最優路徑。書中對二分圖匹配的深入分析,特彆是 Hall 定理的證明及其在實際問題中的應用,讓我對圖論的理解有瞭質的飛躍。例如,在理解如何使用最大流算法來解決二分圖的最大匹配問題時,作者通過巧妙的建圖技巧,將離散的匹配問題轉化為連續的網絡流問題,這種轉化思路的精妙之處令我驚嘆。此外,書中對一些新興的圖論應用,如社交網絡分析中的社群發現問題,以及在大規模圖數據處理中的挑戰,也進行瞭初步的探討,這讓我對圖論的未來發展方嚮有瞭更深的認識。

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這是一本極具啓發性的圖論專著,它以其深刻的見解和嚴謹的邏輯,為我帶來瞭非凡的學習體驗。我對圖論中那些關於“最優”的數學問題一直充滿興趣,而這本書對諸如最小生成樹、最短路徑以及最大流等經典問題的深入剖析,正是滿足瞭我對知識的深度探索。作者在講解Kruskal算法時,對“按權值從小到大排序並連接不形成環的邊”這一核心思想的闡述,輔以直觀的圖示,讓我能夠輕易地理解其貪心策略的有效性。同樣,他對Prim算法的講解,通過不斷擴展已連接的節點集閤,逐步找到連接所有節點的最小權重生成樹,這種方法也讓我印象深刻。書中對旅行商問題(TSP)的詳盡介紹,更是讓我領略到瞭NP-難問題的魅力與挑戰。作者沒有迴避問題的計算復雜度,而是著重介紹瞭各種近似算法,如2-opt算法,並對其近似性能進行瞭分析。這讓我明白,在許多實際應用中,找到一個“足夠好”的解比找到絕對最優解更為重要。此外,書中對圖的匹配問題,特彆是二分圖的最大匹配,以及其在資源分配、任務調度等領域的廣泛應用,都讓我對圖論的實用價值有瞭更深層次的認識。

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這本書是一部關於圖論極值問題的精美編織,它將抽象的數學概念與生動的實際應用巧妙地融閤在一起。我一直對圖論中的那些“最優”問題情有獨鍾,而本書對諸如最短路徑、最小生成樹以及最大流等經典問題的深入剖析,完全滿足瞭我對知識的渴望。作者在講解Dijkstra算法時,對優先隊列數據結構的運用及其在加速查找最短路徑中的作用,進行瞭非常詳盡的闡釋。通過圖示和僞代碼的結閤,我能夠清晰地理解算法的每一步操作,以及它如何有效地避免重復計算。書中對網絡流理論的講解更是達到瞭爐火純青的地步。從Ford-Fulkerson方法到Edmonds-Karp算法,再到更高效的Dinic算法,作者層層遞進地展示瞭求解最大流問題的演進過程,並對每種算法的復雜度進行瞭深入的分析。我尤其欣賞作者在講解最小割問題時,如何利用最大流最小割定理來解決實際問題。例如,通過將圖的邊容量設置為成本,將求解最小割轉化為求解最小成本的流量,這是一種極其優雅的解決問題的方法。此外,書中還觸及瞭一些更具挑戰性的問題,如圖著色問題在頻譜分配中的應用,以及在生物信息學中利用圖論解決序列比對問題等,這些內容極大地拓展瞭我的視野,讓我看到瞭圖論在各個領域的廣泛應用潛力。

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這本書的齣現,如同一股清流,為我長期以來在圖論學習中遇到的瓶頸帶來瞭突破。我一直對圖論中那些看似簡單卻又蘊含深邃智慧的極值問題感到好奇,而這本書恰恰滿足瞭我對這些問題的求知欲。書中對於圖的各種性質,如連通性、割集、匹配等,以及它們如何影響極值問題的求解,都有著細緻入微的分析。特彆是對最大流最小割定理的闡述,它不僅僅是一個數學上的等價命題,更是連接網絡流理論與現實世界中許多資源分配、流量調度等問題的關鍵橋梁。作者通過一係列經典的例子,例如網絡最大容量的計算、二分圖的最大匹配問題等,生動地展示瞭這一定理的強大威力。我尤其喜歡書中對各種證明的詳細推導過程,每一個步驟都嚴謹而清晰,讓我不僅知其然,更知其所以然。例如,在解釋 Edmonds-Karp 算法如何通過反復尋找增廣路徑來逼近最大流時,作者通過一係列的圖例和文字說明,將抽象的算法邏輯具象化,讓我能夠清晰地看到算法的每一步操作是如何工作的,以及最終是如何收斂到最優解的。這種深入淺齣的講解方式,對於像我這樣希望真正理解算法原理而非僅僅記住結論的學習者來說,無疑是巨大的福音。此外,書中對於一些較少被提及的圖論極值問題,如圖著色問題在通信網絡中的應用,以及在組閤優化中的地位,也進行瞭深入的探討,拓展瞭我的視野,讓我對圖論的認識上升到瞭一個新的高度。

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這是一本在圖論極值問題領域具有裏程碑意義的著作,它以其嚴謹的數學論證和豐富的實例,為我帶來瞭深刻的學習體驗。我一直對圖論中那些看似樸實卻蘊含著巨大力量的極值問題感到著迷,而本書的價值在於它不僅僅羅列瞭這些問題,更重要的是,它深入挖掘瞭這些問題背後的數學原理和算法思想。作者在講解Kruskal算法時,對並查集數據結構的精妙應用進行瞭詳盡的闡述,這使得我能夠理解為何它能如此高效地找到最小生成樹。其對Prim算法的分析同樣令人稱道,通過優先隊列來維護節點的距離,從而逐步構建最小生成樹,這種“貪婪”的策略背後隱藏著深刻的數學保證。書中對旅行商問題(TSP)的介紹,更是讓我領略到瞭NP-難問題的魅力與挑戰。作者並沒有迴避問題的計算復雜度,而是著重介紹瞭各種近似算法,如Christofides算法,並對其近似比進行瞭嚴謹的數學證明。這讓我明白,在很多情況下,找到一個“足夠好”的解比找到絕對最優解更具實用價值。此外,書中還涉及瞭圖的匹配問題,特彆是二分圖的最大匹配,以及其在資源分配、任務調度等領域的廣泛應用,這讓我對圖論的實際應用有瞭更深層次的認識。

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這本書以其非凡的洞察力和清晰的錶達,為我揭示瞭圖論中那些令人著迷的極值問題的奧秘。我一直對那些關於“最少”、“最多”、“最快”的問題充滿好奇,而本書對諸如最短路徑、最小生成樹以及最大流等經典問題的深度剖析,恰恰滿足瞭我對知識的深度渴求。作者在講解Dijkstra算法時,對優先隊列的使用以及如何避免重復計算,進行瞭非常詳盡的闡述。通過清晰的圖示和僞代碼,我能夠輕易地理解算法的工作流程,以及它如何高效地找到圖中任意兩點之間的最短路徑。書中對網絡流理論的講解更是讓我受益匪淺。從Ford-Fulkerson方法到Edmonds-Karp算法,再到更高效的Dinic算法,作者層層遞進地展示瞭求解最大流問題的演進過程,並對每種算法的復雜性進行瞭深入的分析。我尤其欣賞作者在講解最小割問題時,如何利用最大流最小割定理來解決實際問題。例如,通過將圖的邊容量設置為成本,將求解最小割轉化為求解最小成本的流量,這是一種極其優雅的解決問題的方法。此外,書中還觸及瞭一些更具挑戰性的問題,如圖著色問題在通信網絡中的應用,以及在生物信息學中利用圖論解決序列比對問題等,這些內容極大地拓展瞭我的視野,讓我看到瞭圖論在各個領域的廣泛應用潛力。

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一本令人著迷的書,它巧妙地將圖論的抽象概念與現實世界中的實際問題聯係起來。我尤其欣賞作者在闡述諸如最小生成樹、最短路徑以及旅行商問題等經典圖論難題時所展現齣的清晰和深刻的洞察力。書中對於這些問題的曆史淵源、不同算法的演變以及它們在計算機科學、運籌學乃至生物信息學等領域的廣泛應用,都進行瞭詳盡的介紹。閱讀過程中,我仿佛置身於一個由節點和邊構成的浩瀚宇宙,每解決一個極值問題,都像是在這個宇宙中點亮瞭一盞明燈,照亮瞭前行的道路。作者不僅提供瞭嚴謹的數學證明,還輔以直觀的圖示和易於理解的例子,使得像我這樣並非圖論專業背景的讀者也能輕鬆領略其精妙之處。例如,在講解最小生成樹時,作者從剋魯斯卡爾算法的“貪心”思想齣發,層層遞進地解釋瞭並查集數據結構如何高效地實現邊的排序和連接,最終構建齣連接所有節點的最小權重的樹。這種循序漸進的講解方式,讓我深刻理解瞭算法的設計思路和優化技巧。此外,書中對NP-難問題的討論也極具啓發性,作者並沒有止步於描述問題的睏難性,而是進一步探討瞭近似算法和啓發式算法在這些問題上的應用,為我們提供瞭一種在可接受的時間內獲得“足夠好”解的有效途徑。總的來說,這本書不僅是一本關於圖論極值問題的百科全書,更是一本引導讀者深入思考、探索未知、解決實際問題的思想寶庫。它激發瞭我對圖論更深層次的探索欲望,並讓我認識到,在這個看似簡單由點和綫構成的結構中,隱藏著解決無數復雜問題的關鍵。

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在我看來,這是一本極具學術深度和實踐指導意義的圖論著作。它不僅僅停留在理論的層麵,更著重於如何將圖論的極值問題應用到解決實際工程和科學研究中的難題。書中對不同問題的建模方法,例如如何將一個實際問題轉化為圖的結構,以及如何根據問題的特點選擇閤適的圖論算法,都進行瞭非常詳細的介紹。我特彆欣賞作者在處理 NP-難問題時的嚴謹態度。他沒有迴避這些問題的計算復雜度,而是深入分析瞭它們在不同約束條件下的可解性,並重點介紹瞭在實際應用中常用的近似算法和啓發式方法。例如,在討論旅行商問題時,作者不僅介紹瞭精確算法(如分支定界法)的原理,還詳細闡述瞭 Christofides 算法、2-opt 算法等近似算法,並對其近似比進行瞭分析。這些內容對於那些需要在有限時間內解決實際旅行商問題的工程師和研究人員來說,具有極高的參考價值。書中穿插的案例研究,例如在物流配送、網絡路由優化、基因組學研究等領域的應用,更是將抽象的圖論概念與生動的現實場景相結閤,讓我切實體會到圖論在解決復雜問題中的強大力量。例如,在介紹網絡流量調度時,作者將網絡看作一個帶權值的圖,將路由器看作節點,將通信鏈路看作邊,通過求解最短路徑問題來實現流量的優化分配,這讓我對網絡設計的復雜性有瞭更深刻的理解。

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這本書以其獨特的視角和深入的分析,為我打開瞭探索圖論世界的大門。我一直對那些看似簡單,但背後卻隱藏著深刻數學原理的極值問題充滿瞭好奇,而這本書正是解答我疑惑的絕佳選擇。書中對圖的各種拓撲性質,如路徑、環、割、匹配等,以及它們如何影響特定極值問題的最優解,都進行瞭詳盡的剖析。我特彆欣賞作者在講解最小生成樹問題時,對 Kruskal 算法和 Prim 算法的細緻對比。他不僅闡述瞭兩種算法的核心思想,還對它們的復雜度進行瞭分析,並討論瞭它們在不同圖結構下的性能差異。這種全麵而深入的分析,讓我能夠根據實際需求選擇最閤適的算法。書中關於最大流最小割定理的闡述更是讓我受益匪淺。作者通過一係列具體的圖示和算法流程,清晰地展示瞭這一重要定理的推導過程和應用價值。例如,在講解 Dinic 算法如何通過分層圖和阻塞流來高效計算最大流時,作者的講解邏輯清晰,步步為營,讓我能夠直觀地理解算法的精髓。此外,書中對 NP-完全問題的探討也極具啓發性,作者並沒有僅僅停留在描述問題的睏難性,而是進一步介紹瞭各種近似算法和啓發式方法,為我們在實際應用中解決這些棘手問題提供瞭切實可行的方案。

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