e^(-jπn)(2篇)

时间:2024-08-24 08:48:02 浏览量:

篇一:e^(-jπn)

  

  数论基础习题总结数论习题总结A、洛?P1072Hankson的趣味题题?描述Hanks博?是BT(Bio-Tech,?物技术)领域的知名专家,他的??名叫Hankson。现在,刚刚放学回家的Hankson正在思考?个有趣的问题。今天在课堂上,?师讲解了如何求两个正整数c1和c2的最?公约数和最?公倍数。现在Hankson认为??已经熟练地掌握了这些知识,他开始思考?个“求公约数”和“求公倍数”之类问题的“逆问题”,这个问题是这样的:已知正整数a0,a1,b0,b1,设某未知正整数x满?:1.x和a0的最?公约数是a1;2.x和b0的最?公倍数是b1。Hankson的“逆问题”就是求出满?条件的正整数x。但稍加思索之后,他发现这样的x

  并不唯?,甚?可能不存在。因此他转?开始考虑如何求解满?条件的x*的个数。请你帮助他编程求解这个问题。输?格式第??为?个正整数n,表?有n

  组输?数据。接下来的n*?每??组输?数据,为四个正整数a0,a1,b0,b1,每两个整数之间??个空格隔开。输?数据保证a0能被a1整除,b1能被b0整除。输出格式共n?。每组输?数据的输出结果占??,为?个整数。对于每组数据:若不存在这样的x,请输出0;若存在这样的x,请输出满?条件的x的个数;输?输出样例输?#1241196288951371776输出#162说明/提?【说明】第?组输?数据,xx可以是9,18,36,72,144,288,共有6个。第?组输?数据,xx

  可以是48,1776,共有2个。【数据范围】对于50%的数据,保证有1≤a0,a1,b0,b1≤10000且n≤100。对于100%的数据,保证有1≤a0,a1,b0,b1≤2,000,000,000且n≤2000。NOIP2009提?组

  第?题分析题?的?意就是求同时满?\(gcd(x,a_0)=a_1\)\(lcm(x,b_0)=b_1\)的元素\(x\)的个数很显然,要想满?上?的条件,必须有\(gcd(a_0/a_1,x/a_1)=1\)并且\(gcd(b_1/b_0,b_1/x)=1\)同时我们还要顺便把\(b_1/i\)也判断?下,这样就可以降低时间复杂度,从1枚举到\(\sqrt{b_1}\)就可以了总的时间复杂度为\(2000\times\sqrt{2000000000}=1e8\)代码#includeusingnamespacestd;typedefintll;llgcd(llaa,llbb){if(bb==0)returnaa;returngcd(bb,aa%bb);}intmain(){intt;scanf("%d",&t);while(t--){inta0,a1,b1,b0;scanf("%d%d%d%d",&a0,&a1,&b0,&b1);llp=a0/a1,q=b1/b0,ans=0;for(llx=1;x*x<=b1;x++){if(b1%x==0){if(x%a1==0&&gcd(x/a1,p)==1&&gcd(q,b1/x)==1)ans++;inty=b1/x;if(x==y)continue;if(y%a1==0&&gcd(y/a1,p)==1&&gcd(q,b1/y)==1)ans++;}}printf("%lld\n",ans);}}B、HDOJ2824TheEulerfunction题?描述TheEulerfunctionphiisanimportantkindoffunctioninnumbertheory,(n)representstheamountofthenumberswhicharesmallerthannandcoprimeton,andthisfunctionhasalotofbeautifulcharacteristics.Herecomesaveryeasyquestion:supposeyouaregivena,b,trytocalculate(a)+(a+1)+....+(b)输?格式Thereareseveraltestcases.Eachlinehastwointegersa,b(2

  样例输?3100样例输出3042分析题意?概是:给两个数,求这两个数之间的数的欧拉函数值。数据范围不?,直接线性筛求1~n的欧拉函数值,最后再枚举?遍相加就可以了代码#includeusingnamespacestd;constintmaxn=3000005;intphi[maxn],prime[maxn],tot;boolnot_prime[maxn];voidgetphi(){inti,j,k;phi[1]=1;for(i=2;i=maxn)break;not_prime[k]=1;if(i%prime[j]==0){phi[k]=prime[j]*phi[i];break;}else{phi[k]=(prime[j]-1)*phi[i];}}}}intmain(){getphi();intaa,bb;while(scanf("%d%d",&aa,&bb)!=EOF){longlongans=0;for(inti=aa;i<=bb;i++){ans+=(longlong)phi[i];}printf("%lld\n",ans);}return0;}C.HDU2588GCD题?描述ThegreatestcommondivisorGCD(a,b)oftwopositiveintegersaandb,sometimeswritten(a,b),isthelargestdivisorcommontoaandb,Forexample,(1,2)=1,(12,18)=6.(a,b)canbeeasilyfoundbytheEuclideanalgorithm.NowCarpisconsideringalittlemoredifficultproblem:GivenintegersNandM,howmanyintegerXsatisfies1<=X<=Nand(X,N)>=M.输?格式ThefirstlineofinputisanintegerT(T<=100)representingthenumberoftestcases.ThefollowingTlineseachcontainstwonumbersNandM(2<=N<=1000000000,1<=M<=N),representingatestcase.输出格式Foreachtestcase,outputtheansweronasingleline.样例样例输?3111021000072样例输出16260分析题??意就是给你两个数n和m,让你求1<=X<=n中gcd(x,n)>=m的x的个数我们先假设\(gcd(x,n)=a\)那么就有\(x=a\timesk_1,n=a\timesk_2\)代?原式就会得到\(gcd(k_1,k_2)=1\)所以原题就可以转化为求出\(n\)的所有因数\(p\)使得\(gcd(x/p,n/p)=1\)的元素\(x\)的个数显然\(x/p\leqn/p\),我们只要求出\(n/p\)的欧拉函数值就可以了从1枚举到\(n\)显然是不现实的,所以我们可以像B题?样枚举到\(\sqrt{n}\)?次同时搞掉两个因数代码#includeusingnamespacestd;

  constintmaxn=3e6+5;typedeflonglongll;llgetphi(llxx){llans=xx;llm=sqrt(xx+0.5);for(lli=2;i<=m;i++){if(xx%i==0){ans=ans/i*(i-1);}while(xx%i==0)xx/=i;}if(xx>1)ans=ans/xx*(xx-1);returnans;}intmain(){intt;scanf("%d",&t);while(t--){lln,m;scanf("%lld%lld",&n,&m);llans=0;for(lli=1;i*i<=n;i++){if(n%i)continue;if(i>=m)ans+=getphi(n/i);if(n/i>=m&&i*i!=n)ans+=getphi(i);}printf("%lld\n",ans);}return0;}D、洛?P2158[SCOI2008]仪仗队题?描述作为体育委员,C君负责这次运动会仪仗队的训练。仪仗队是由学?组成的N*N的?阵,为了保证队伍在?进中整齐划?,C君会跟在仪仗队的左后?,根据其视线所及的学??数来判断队伍是否整齐(如下图)。

  输?格式共?个数N输出格式共?个数,即C君应看到的学??数。输?输出样例输?#14输出#19说明/提?【数据规模和约定】对于100%的数据,1≤N≤40000分析我们可以把矩阵看成?个平?直?坐标系以体育委员所在的点为原点,分别向其它的点作?条直线根据数学知识可得,如果点的坐标为\((x,y)\)则直线的斜率为\(y/x\)很显然,如果有多条直线的斜率相同,那么只能观察到?个点换句话说,只有当\(gcd(x,y)=1\)时,点\((x,y)\)才会被看到因为会有???列的点在坐标轴上,所以我们要把\(n--\)最后我们从2到n把欧拉函数值累加,最后再乘2因为我们相当于以\(y=x\)为界限把原图划分为两部分输出的结果的时候要把结果加3,因为\((0,1)(1,0)(1,1)\)三个点没有考虑当\(n=1\)的时候还要特判?下代码#includeusingnamespacestd;constintmaxn=50005;intphi[maxn],prime[maxn];boolisnot_prime[maxn]={1,1};voidgetphi(intxx){phi[1]=1;for(inti=2;i<=xx;i++){if(!isnot_prime[i]){prime[++prime[0]]=i;phi[i]=i-1;

  现在,C君希望你告诉他队伍整齐时能看到的学??数。

  }for(intj=1;j<=prime[0]&&i*prime[j]<=xx;j++){isnot_prime[i*prime[j]]=1;if(i%prime[j]==0){phi[i*prime[j]]=phi[i]*prime[j];break;}else{phi[i*prime[j]]=phi[i]*(prime[j]-1);}}}}intmain(){intn;scanf("%d",&n);if(n==1){printf("0\n");return0;}getphi(n);intans=3;for(inti=2;i<=n-1;i++){ans+=phi[i]*2;}printf("%d\n",ans);return0;}E.洛?P2303Longge的问题题?背景Longge的数学成绩?常好,并且他?常乐于挑战?难度的数学问题。题?描述现在问题来了:给定?个整数n,你需要求出$$\sum_{i=1}^ngcd(i,n)$$,其中\(\gcd(i,n)\)表?

  i

  和n的最?公因数。输?格式输?只有???个整数,表?n。输出格式输出???个整数表?答案。输?输出样例输?#16输出#115说明/提?数据规模与约定对于60%的数据,保证n≤\(2^{16}\)。对于100%的数据,保证1≤n≤\(2^{32}\)。分析如果直接去暴?枚举的话,显然会T掉所以我们考虑?下\(\gcd\)的某些性质?先\(gcd(i,n)\)所得到的值必定是\(n\)的某?个因数拿我们就可以?\(\sqrt{n}\)的效率枚举n的每?个因?,也就是最终\(gcd\)的结果如果n%i=0的话,那么\(i\)对于答案的贡献就是$\varphi(n/i)\timesi$为什么呢,我们可以这么想如果要使\(gcd(n,a)=i\),必定有\(a=k\timesi(1\lek\len/i)\)并且\(gcd(k,n/i)=1\)也就是求出区间\([1,n/i]\)中与\(n/i\)互质的数的个数,这正是欧拉函数的定义同时也要把另?个因数搞?下代码#includeusingnamespacestd;typedeflonglongll;llphi(llxx){llans=xx;llm=sqrt(xx+0.5);for(lli=2;i<=m;i++){if(xx%i==0){ans=ans/i*(i-1);while(xx%i==0)xx/=i;}}if(xx>1)ans=ans/xx*(xx-1);returnans;}intmain(){lln;scanf("%lld",&n);llans=0;for(lli=1;i*i<=n;i++){if(n%i==0){

  ans+=i*phi(n/i);if(i*i!=n)ans+=n/i*phi(i);}}printf("%lld\n",ans);return0;}F.沙拉公主的困惑题?描述?富翁国因为通货膨胀,以及假钞泛滥,政府决定推出?项新的政策:现有钞票编号范围为1到N的阶乘,但是,政府只发?编号与M!互质的钞票。房地产第??户沙拉公主决定预测?下?富翁国现在所有真钞票的数量。现在,请你帮助沙拉公主解决这个问题,由于可能张数?常?,你只需计算出对R取模后的答案即可。R是?个质数。输?格式第??为两个整数T,R。\(R\leq10^{9}+10\),\(T\leq10000\),表?该组中测试数据数?,R为模后?T?,每??对整数N,M,见题?描述m<=n输出格式共T?,对于每?对N,M,输出1?N!中与M!素质的数的数量对R取模后的值样例样例输?11142样例输出1数据范围:对于100%的数据,1<=N,M<=10000000分析此题的?致题意为

  求\(1.....n!\)中所有与\(m!\)互质的数的个数因为\(m\len\),所以必定有\(m!\len!\)很显然\(n!\)?定是\(m!\)的倍数所以我们将\(n!\)拆成\(n!/m!\)块,那么每?块中与\(m!\)互质的数的数量相同那么最终的答案就是\(\frac{n!}{m!}\times\varphi(m!)\)已知\(φ(n)=n\times\frac{p1-1}{p1}\times\frac{p2-1}{p2}\times......\frac{pi-1}{pi}\)其中\(p_i\)为\(m!\)的质因数因为\(m!\)是从\(1\)连乘到\(m\)的根据欧拉函数的求法,我们从?到?枚举质因?很显然,质因?的???定不会超过\(m\)那么求\(p_i\)就变成了求\(1\)到\(m\)中质数的个数,可以?线性筛预处理\(\dfrac{n!}{m!}\times\varphi(m!)=\dfrac{n!}{m!}\timesm!\times\dfrac{p1-1}{p1}\times\dfrac{p2-1}{p2}\times......\dfrac{pi-1}{pi}=n!\times\dfrac{p1-1}{p1}\times\dfrac{p2-1}{p2}\times......\dfrac{pi-1}{pi}\)因为结果要取模,?除法运算不能像乘法运算那样直接取模所以我们还要处理出\(p_i\)在模\(R\)意义下的乘法逆元所以我们可以打出下?的代码#includeconstintmaxn=1e7+5;intt,mod,n,m,ny[maxn],pri[maxn],jc[maxn],jcc[maxn],lc[maxn];boolnot_pri[maxn];voidsolve(){not_pri[0]=not_pri[1]=1;ny[1]=1;for(inti=2;i

  intans=1LL*lc[n]*jc[m]%mod*jcc[m]%mod;printf("%d\n",ans);}return0;}但是这样做是不对的?如1354正解1错解017119正解5错解0我们仔细考虑?下,并?所有的情况下都存在乘法逆元,当且仅当\(gcd(a,b)=1\)即\(a\),\(b\)互质时,存在乘法逆元?我们在运算过程中?到了\(p_i\)在模\(R\)意义下的乘法逆元?先\(p_i\)必定为质数对于任何?个质数\(x\),如果\(x\)不等于\(p_i\),那么就会有\(\gcd(x,p_i)=1\)这时就可以求出逆元但是,当\(x=p_i\)的时候,\(gcd(x,p_i)\ne1\),逆元就没有意义这?道题要求\(p_i\)在\(\%R\)意义下的逆元如果\(R\)不等于\(p_i\),那么上?的做法就没有影响但是如果恰好存在\(R\)等于\(p_i\),那么逆元就没有意义,做法错误所以我们分类讨论?下当\(nconstintmaxn=1e7+5;intt,mod,n,m,ny[maxn],pri[maxn],jc[maxn],jcc[maxn],lc[maxn];boolnot_pri[maxn];voidsolve(){not_pri[0]=not_pri[1]=1;ny[1]=1;for(inti=2;i=mod&&m

  G.同余?程题?描述求关于x的同余?程\(ax\equiv1\pmod{b}\)的最?正整数解。输?格式??,包含两个正整数a,b,??个空格隔开。输出格式?个正整数$x_0$,即最?正整数解。输?数据保证?定有解。输?输出样例输?#1310输出#17说明/提?【数据范围】对于40%的数据,2≤b≤1,000;对于60%的数据,2≤b≤50,000,000;对于100%的数据,2≤a,b≤2,000,000,000。NOIP2012提?组

  第?天

  第?题分析就是?道很裸的扩展欧??得板?题我们把原式转换?下可以得到\(ax-by=1\)我们把负号和\(y\)绑在?起,就变成了\(ax+by=1\)那么怎么和扩展欧??得\(ax+by=gcd(a,b)\)联系在?起呢,我们引??下洛?学委的证明?程$ax+by=m$有解的必要条件是\(m\modgcd(a,b)=0\)。由最?公因数的定义,可知a是\(gcd(a,b)\)的倍数,且\(b\)是gcd(a,b)的倍数,若x,y都是整数,就确定了$ax+by$是gcd(a,b)的倍数,因为m=ax+by,所以m必须是gcd(a,b)的倍数,那么\(m\modgcd(a,b)=0\)所以这道题的\(gcd(a,b)=1\),那问题就迎刃?解了代码#includeusingnamespacestd;intex_gcd(inta,intb,int&x,int&y){if(b==0){x=1,y=0;returna;}intans=ex_gcd(b,a%b,x,y);intt=x;x=y;y=t-a/b*y;returnans;}intmain(){inta,b;scanf("%d%d",&a,&b);intxx,yy;intmygcd=ex_gcd(a,b,xx,yy);intnow=b/mygcd;printf("%d\n",(xx%now+now)%now);return0;}H.青蛙的约会题?链接分析很容易想到,如果他们相遇,他们初始的位置坐标之差\(x-y\)和跳的距离\((n-m)t\)(设\(t\)为跳的次数)之差应该是模纬线长\(l\)同余的,即\((n-m)t\equiv(x-y)(\modl)\)我们把这?个式?变换?下,可以得到\((n-m)t-kl=x-y\)显然?是?个扩展欧??得所以我们只要求出\((n-m)t-kl=gcd((n-m),l)\)的结果最后把得到的结果乘?个\(\frac{x-y}{gcd((n-m),l)}\)就可以了要注意的是,如果\(n-m<0\)的话,我们要把?程两边同时取反,这样求gcd才有意义?于?解的情况,参照上?题代码#includeusingnamespacestd;typedeflonglongll;llex_gcd(llaa,llbb,ll&x,ll&y){if(bb==0){y=0,x=1;returnaa;}llans=ex_gcd(bb,aa%bb,x,y);llt=x;x=y;y=t-aa/bb*y;returnans;}

  intmain(){llx,y,m,n,l,xx,yy;scanf("%lld%lld%lld%lld%lld",&x,&y,&m,&n,&l);llaa=n-m;llcc=x-y;if(aa<0)aa=-aa,cc=-cc;llbb=l;llgcd=ex_gcd(aa,bb,xx,yy);if(cc%gcd){printf("Impossible\n");return0;}lladt=bb/gcd;xx=((xx*(cc/gcd)%adt)+adt)%adt;printf("%lld\n",xx);return0;}I.倒酒题?链接分析我们设最后剩余的酒量为\(ans\)那么必定有\(ans=-a*k_1+b*k_2\)很显然,?要利?扩展欧??得定理我们先求出\(a*k_1+b*k_2=gcd(a,b)\)的解由G题证明可得,若要有解,则$ans\mod\gcd(a,b)=0$要使得ans最?,那么ans只能等于\(\gcd(a,b)\)最后再把解转化为最??负的就可以了代码#includeusingnamespacestd;constintmaxn=1e6+5;typedeflonglongll;llex_gcd(llaa,llbb,ll&x,ll&y){if(bb==0){x=1;y=0;returnaa;}intans=ex_gcd(bb,aa%bb,x,y);llt=x;x=y;y=t-aa/bb*y;returnans;}intmain(){llaa,bb;scanf("%lld%lld",&aa,&bb);llxx,yy;llmygcd=ex_gcd(aa,bb,xx,yy);xx*=(-1),aa*=(-1);llada=bb/mygcd,adb=aa/mygcd;while(xx<0||yy<0){xx+=ada*(ll)(xx<0);yy-=adb*(ll)(xx>=0);}printf("%lld\n%lld%lld\n",mygcd,xx,yy);return0;}J.乘法逆元分析裸的板?,没什么好说的代码#includeusingnamespacestd;constintmaxn=3e6+5;typedeflonglongll;llny[maxn],n,p;intmain(){lln,p;scanf("%lld%lld",&n,&p);ny[1]=1;for(lli=2;i<=n;i++){ny[i]=(p-p/i)*ny[p%i]%p;}for(lli=1;i<=n;i++)printf("%lld\n",ny[i]);return0;}K.SHUFFLE洗牌

  题?链接分析通过观察可得,每进??次操作,牌的标号就会乘2我们假设这?张牌的标号为k那么就会有\(k\times2^{m}\mod(n+1)=l\)也就是\(k\times2^{m}-l=(n+1)*p\)等式两边同除以\(l\),就会有\(k/l\times2^{m}-1=(n+1)*p/l\)很显然,这就是求\(2^{m}\)在模\(n+1\)意义下的逆元最后再把结果乘上\(l\)就可以代码#includeusingnamespacestd;typedeflonglongll;lln,m,k,mod;llksm(llxx,llzs){llans=1;while(zs){if(zs&1ll)ans=ans*xx%mod;xx=xx*xx%mod;zs>>=1ll;}returnans%mod;}llget_phi(llxx){llm=sqrt(xx+0.5);llans=xx;for(lli=2;i<=m;i++){if(xx%i==0){ans=ans/i*(i-1);while(xx%i==0)xx/=i;}}if(xx>1)ans=ans/xx*(xx-1);returnans;}intmain(){scanf("%lld%lld%lld",&n,&m,&k);llmans;mod=n+1;llny=ksm(ksm(2,m),get_phi(mod)-1);mans=ny*k%mod;printf("%lld\n",mans);return0;}总结这些题都?较基础,其中扩展欧??得使?的频率?较?只要出现\(ax+by=c\)的形式,我们都可以把它?扩展欧??得来求解

篇二:e^(-jπn)

  

  第7章

  习题解答

  7.1(1),(2),(3),(5)都能构成无向图的度数列,其中除⑸外又都能构成无

  向简单图的度数列.

  n分析1°非负整数列d!,d2,…,dn能构成无向图的度数列当且仅当di为

  i4偶数,即d!,d2,…,dn中的奇数为偶数个.(1),(2),(3),(5)中分别有4个,0个,4个,4个奇数,所以,它们都能构成无向图的度数列,当然,所对应的无向图很可能

  是非简单图.而⑷中有3个奇数,因而它不能构成无向图度数列.否则就违背了

  握手定理的推论.

  2°(5)虽然能构成无向图的度数列,但不能构成无向简单度数列.否则,若

  存在无向简单图

  G,以1,3,3,3为度数列,不妨设G中顶点为v!,v,v,v

  ,且

  234d(Vi)=1,于是

  d(V2)=d(V3)=d(V4)=3.而

  V!只能与

  v?""之一相邻,设

  w与v?相邻,这样一来,除V2能达到3度外,V3,V4都达不到3度,这是矛盾的.

  在图7.5所示的4个图中,(1)以1为度数列,(2)以2为度数列,(3)以3为

  度数列,(4)以4为度数列(非简单图).

  7.2设有几简单图D以2,2,3,3为度数列,对应的顶点分别为V1,V2,V3,V4,由

  于

  d(v)二

  d(v)d_(v),所示,d(vj-d-(y)=2-0=2,d(V2)=d(V2)-d“2)

  =2—0=2,d(vj=d(Vs)_d—(V3)=3_2=1,d(V4)=d(Vq)_d^v。)=3_3=1/11由此可知,D的出度列为2,2,1,0,且满足add-(Vi).请读者画出

  一个有向图?以2,2,3,3为度数列,且以0,0,2,3为入度列,以2,2,1,0为出度列.7.3D的入度列不可能为

  1,1,1,1.否则,必有出度列为

  2,2,2,2(因为

  d(v)=d(v)d~(v)),)此时,入度列元素之和为4,不等于出度列元素之和

  8,这

  违背握手定理.类似地讨论可知,1,1,1,1也不能为D的出席列.

  7.4不能.N阶无向简单图的最大度

  厶_n一1.而这里的n个正整数彼此不同

  因而这n个数不能构成无向简单图的度数列,否则所得图的最大度大于n,这与最

  大度应该小于等于n-1矛盾.

  7.5(1)16个顶点.图中边数m=16,设图中的顶点数为n.根据握手定理可

  n知

  2m=32二"d(vj=2ni4所以,n=16.(2)13个顶点.图中边数m=21,设3度顶点个数为x,由握手定理有

  2m=42=343x由此方程解出x=10.于是图中顶点数n=310=13.(3)由握手定理及各顶点度数均相同,寻找方程

  224=nk的非负整数解,这里不会出现n,k均为奇数的情况.其中n为阶级,即顶点

  数,k为度数共可得到下面10种情况.

  ①个顶点,度数为48.此图一定是由一个顶点的24个环构成,当然为非简单

  ②2个顶点,每个顶点的度数均为

  24.这样的图有多种非同构的情况,一定为

  非简单图.

  ③3个顶点,每个顶点的度数均为

  16.所地应的图也都是非简单图.

  ④4个顶点,每个顶点的度数均为

  12.所对应的图也都是非简单图.

  ⑤6个顶点,每个顶点的度数均为

  8,所对应的图也都是非简单图.

  ⑥

  个顶点,每个顶点的度数均为6.所对应的非同构的图中有简单图,也有非

  简单图.

  2/11⑦12个顶点,每个顶点的度数均为4.所对应的非同构的图中有简单图,也

  有非简单图?

  ⑧

  16个顶点,每个顶点的度数均为3,所对应的非同构的图中有简单图,也有

  非简单图?

  ⑨

  24个顶点,每个顶点的度数均为2.所对应的非同构的图中有简单图,也有

  非简单图?

  ⑩

  48个顶点,每个顶点的度数均为1,所对应的图是唯一的,即由24个K2构

  成的简单图?

  分析

  由于n阶无向简单图G中,:(G)

  有简单图?⑥-⑨既有简单图,也有非简单图,读者可以画出若干个非同构的图,而

  ⑩只能为简单图?

  7.6设G为n阶图,由握手定理可知

  n70=235八

  d(vj_3n,i吕

  所以,|7=23.这里,乂为不大于x的最大整数,例如.2」=2,25」=2,空=23.

  .3一

  7.7由于:(G)=n-1,说明G中任何顶点v的度数d(v)八(G)=n-1,可是

  由于G为简单图,因而列G)乞n-1,这又使得d(v)岂n-1,于是d(v)二n-1,也就

  是说,G中每个顶点的度数都是n-1,因而应有"G)乞n-1.于是G为(n-1)阶正

  则图,即G为n阶完全图Kn.

  7.8由G的补图G的定义可知,GG为Kn,由于n为奇数,所以,Kn中各

  项顶点的度数n-1为偶数.对于任意的V(G),应有vV(G),且

  dG(v)_dG(v)二

  dg(v)二

  n-1其中dG(v)表示v在G中的度数,d(v)表示v在G中的度数.由于n_1为偶

  数,所G3/11以,d(v)与d(v)同为奇数或同为偶数,因而若G有r个奇度顶点,则G也

  有r个奇度顶GG点.

  7.9由于D"D,所以,m"空m.而n阶有向简单图中,边数m乞n(n一

  1),所以,应有

  n(n_1)=m\m乞

  n(n-d)这就导致m=n(n-1),这说明D为n阶完全图,且D"=D.7.10图7.6给出了

  K4的18个非同构的子图,其中有11个生成子图(8-18),其中连通的有6个11,12,13,14,16,17).图7.6中,n,m分别为顶点数和边数.7.11K4有11个生成子图,在图7.6中,它们分别如图8-18所示.要判断它

  们之中哪些是自补图,首先要知道同构图的性质,设G1与G2的顶点数和边数.若

  G1三G?,贝U门丄=门2「且

  m

  *

  ①Q

  J

  OD

  a

  -一

  Q

  0O

  ◎

  Q

  生

  于

  O

  A

  1:

  ◎

  □

  n

  L

  &■——G

  乙

  国

  7,6(8)的补图为(14)-K4,它们的边数不同,所以,不可能同构.因而(8)与(14)均不是自补图类似地,(9)的补图为(13),它们也非同构,因而它们也都不是自补

  图.(10)与(12)互为补图,它们非同构,因而它们都不是自补图.(15)与(17)互为

  补图,它们非同构,所以,它4/11们都不是自补图?类似地,(16)与(18)互为补图且非同

  构,所以,它们也都不是自补图?

  而(11)与自己的补图同构,所以,(11)是自补图?

  7.123阶有向完全图共有20个非同构的子图,见图7.7所示,其中⑸-(20)

  为生成子图,生成子图中(8),(13),(16),(19)均为自补图.分析

  在图7.7所示的生成子图中,(5)与(11)互为补图,(6)与(10)互为补

  图,(7)与(9)互为补图,(12)与(14)互为补图,(15)与(17)互为补图,(18)与(20)互为补图,以上互为补图的两个图边数均不相同

  (8),(13),(16),(19)47.13不能.分析

  在同构的意义下,G,G2,G3都中K4的子图,而且都是成子图.而K4的两条边的生成子图中,只有两个是非同构的,见图7.6中(10)与(15)所示.由鸽

  巢原理可知,G,G2,G3中至少有两个是同构的,因而它们不可能彼此都非同构.

  鸽巢原理m只鸽飞进n个鸽巢,其中m一

  n,则至少存在一巢飞入至少[凹]只

  n,所以,它们都不是自补图.而

  个图都与自己的补图同构,所以,它们都是自补图.鸽子.这里x表示不小于x的最小整数.例如,|2=2,|2.5=3.7.14G是唯一的,即使G是简单图也不唯一.

  |

  Q

  0■

  O

  ?O

  o_

  生

  子

  田

  匕

  込

  込

  匕

  込

  陡

  込

  ?n

  阻7.5/11分析

  由握手定理可知2m=3n,又由给的条件得联立议程组

  "2m=3n、2n—3=m.解出n=6,m二9.6个顶点,9条边,每个顶点的度数都是3的图有多种非同构

  的情况,其中有多个非简单图(带平行边或环),有两个非同构的简单图,在图7.8中(1),(2)给出了这两个非同构的简单图.

  满足条件的非同构的简单图只有图

  7.中,(1),(2)所示的图,(1)与⑵所示的图,(1)与(2)是非同构的.注意在⑴中不存在3个彼此相邻的顶点

  而在⑵中存在3个彼此相邻的顶点,因而⑴

  图与(2)图非同构.下面分析满足条件的简单

  图只有两个是非同构的.首先注意到(1)中与

  (2)中图都是K6的生成子图,并且还有这样

  的事实,设G,G2都是n阶简单图,则G^G2当且仅当G^eG2,其中G,G2分别

  为G与G2的补图.满足要求的简单图都是6阶9条边的3正则图,因而它们的补

  图都为6阶6条边的2正则图(即每个顶点度数都是2).而K的所有生成子图

  中,6条边2正6则的非同构的图只有两个,见图7.8中(3),(4)所示的图,其中(3)为(1)的补图,(4)为(2)的补图,满足要求的非同构的简单图只有两个.

  但满足要求的非同简单图有多个非同构的,读者可自己画出多个来.

  7.15将K6的顶点标定顺序,讨论X所关联的边.由鸽巢原理(见7.13题),

  与V1关联的5条边中至少有3条边颜色相同,不妨设存在3条红色边,见图7.9中⑴所示(用实线表示红色的边)并设它们关联另外3个顶点分别为V2,v,V6.若

  4V2,V4,V6构成的Kg中还有红色边,比如边(V2M)为红色,则Vj^M构成的Kg为

  红色K3,见图7.9中⑵所示.若V2,V4,V6构成的K3各边都是蓝色(用虚线表示),则V2,V4,V6构成的Ka为蓝色的.

  6/11珂

  7.16在图7.10所示的3个图中,(1)为强连通图,(2)为单向连通图,但不是

  强连通的,(3)是弱连通的,不是单向连通的,更不是强连通的.

  图

  7.1分析在⑴中任何两个顶点之间都有通路,即任何两个顶点都是相互可达

  的,因而它是强连能的.(2)中c不可达任何顶点,因而它不是强连通的,但任两个

  顶点存在一个顶点可达另外一个顶点,所以,它是单向可达的.(3)中a,c互相均

  不可达,因而它不是单向连通的,更不是强连通的.

  判断有向图的连通性有下面的两个判别法.

  1°有向图D是强连通的当且仅当D中存在经过每个顶点至少一次的回路.

  2°有向图D是单向连通的当且仅当D中存在经过每个顶点至少一次的通路.

  (1)中abcda为经过每个顶点一次的回路,所以,它是强连能的.(2)中abdc为经过每个顶点的通路,所以,它是单向连通的,但没有经过每个顶点的回路,所

  以,它不是强连通的.(3)中无经过每个顶点的回路,也无经过每个顶点的通路,所

  以,它只能是弱连通的.

  7.17G-E"的连通分支一定为2,而G-V"的连通分支数是不确定的.

  分析

  设E"为连通图G的边割集,则G-E"的连通分支数p(G-E")二2,不可

  能大于2.否则,比如p(G-E")=3,则G-E"由3个小图G「G2,G3组成,且E"中边

  的两个端点分属于两个不同的小图.设E"中的边的两个端点一个在

  G中,另一个7/11在G2中,则E"

  E",易知p(G一

  E")=2,这与E"为边割集矛盾,所以,p(G一

  E")=2.

  但p(G-V")不是定数,当然它大于等于2,在图7.11中,V二{u,v}为⑴的点

  割集,p(G-V)=2,其中

  t

  G为(1)中图.V={v}为⑵中图的点割集,且v为割

  ini

  点,p(G-V)=4,其中G为⑵中图.

  屛

  ;■

  <]>

  (2)

  £

  7.117.18解此题,只要求出D的邻接矩阵的前4次幕即可.

  01101000A=0101.0000一

  ~1101A

  211000100121A

  3A

  41D中长度为4的通路数为A4中元素之和,等于15,其中对角线上元素之和为

  3,即D中长度为3的回路数为3.V3到V4的长度为4的通路数等于a34)=2.

  分析

  用邻接矩阵的幕求有向图D中的通路数和回路数应该注意以下几点:

  1°这里所谈通路或回路是定义意义下的,不是同构意义下的.比如,不同始

  点(终点)的回路

  2°这里的通路或回路不但有初级的、简单的,还有复杂的.例

  如,V1,V2,w,V2,V1是一条长为4的复杂回路.

  3°回路仍然看成是通路的特殊情况.

  读者可利用A2,A3,求D中长度为2和3的通路和回路数.

  7.19答案A:④.分析G中有Nk个k度顶点,有(n—NQ个(k1)度顶点,由握手定理可知

  8/11n、d(Vj)=kN

  (k1)(n-N)=2mkki4=N

  =n(k1)-2n.k7.20答案A:②;B:③.分析

  在图7.12中,图(1)与它的补同构,再没有与图(1)非同构的自补图了

  所以非同构的无向的4阶自补图只有1个.图⑵与它的补同构,图⑶与它的补也

  同构,而图⑵与图⑶不同构,再没有与(2),(3)非同构的自补图了,所以,非同械

  的5阶自补图有2个.

  <1)

  (Z)⑶

  圉

  7.127.21答案

  A:④;B:③;C:④;D:①.分析(1)中存在经过每个顶点的回路,如adcba..(2)中存在经过每个顶点

  的通路,但无回路.(3)中无经过每个顶点至少一次的通路,其实,b,d两个顶点互

  不可达.(4)中有经过每个顶点至少一次的通路,但无回路,aedcbd为经过每个顶

  点的通路.(5)中存在经过每个顶点至少一次的回路,如aedbcdba.(6)中也存在经

  过每个顶点的回路,如baebdcb.由7.16题可知,(1),(5),(6)是强连通

  的,(1),(2),(4),(5),(6)是单向连能的,(2),(4)是非强连通的单向连通图.注意,

  强连通图必为单向连通图.6个图中,只有(3)既不是强连通的,也不是连通的,它

  只是弱连通图.

  在⑶中,从a到b无通路,所以d,:::a,b「:,而b到a有唯一的通路ba,所以

  db,a=1.7.22答案

  A:①;B:⑥㈩C:②;D:④.

  9/11分析

  用Dijkstra标号法,将计算机结果列在表7.1中.表中第x列最后标定

  y/Z表示b到x的最短路径的权为y,且在b到x的最短路径上,Z邻接到x,即

  x的前驱元为Z.由表7.1可知,a的前驱元为c(即a邻接到c),c的前驱元为b,所以,b到a的最短路径为bca,其权为4.类似地计论可知,b到c的最短路径为

  be,其权为1.b到d的最短路径为bcegd,其权为9.b到e的最短路径为bee,其

  权为7.表7.1顶〔

  点

  a

  b

  c

  d

  e

  f

  g

  肌

  QO

  CO

  1212QO

  QO

  4/QO

  OO

  QO

  114/c

  c

  129/g

  5/c

  凶e

  7.23答案

  A:⑧;B:⑩C:③;D:③和④.分析

  按求最早、最晚完成时间的公式,先求各顶点的最早完成时间,再求

  最晚完成时间,最后求缓冲时间

  (1)最早完成时间:

  TE(vJ=0-_(V2)二{vM,

  TE(v)=max{03}=32-_(V3)二{vz},厂(vj二{WM},

  -(V5)二MM},

  TE(v)=max{02,3C}-3TE(vJ=max{04,32}=53TE(V5)=max{34,34}-10/11-_(V6)二“他},-一山)={V4,V5},

  (V8TE(v)=max{34,70}=76TE(v)=max{55,100}=17)={6,7,

  VV}TE(v8)=max{73,101}=11TE(v)=max{76,111}=139-讥)二{V5,V8},

  (2)最晚完成时间:

  TL(V9)=13-(V8)二{V9},

  -(V6)={V8},

  -(V7)二

  g},

  -(V5)={V6,V9},

  TL(v)=min{13_1}=12;

  8TL(v)=min{12-3=9;

  6TL(v)=min{12—1}=11;

  7TL(v)=min{9-0,13-6}=7;

  5:(V4)*7},

  -(V3)二{V4,V5,V6},

  (v2)={v3,V5},

  TL(V4)=min{11-5=6;

  TL(v)=min{6-2.7-4.9-4二

  5;

  3TL(v)=min{3-0.7-4}=3;

  2;(vj={V2,V3,V4},

  (3)缓冲时间:

  TL(vJ=min{3—3.3—2,6—"4}=0;

  TS(Vi)二TS(V2)=TS(V3)=TS(V5)=TS(V9)=0TS(V4)=1,TS(V6)=2,TS(V7)=TS(V8)=1.(4)关键路径有两条:

  V1,V2,V5,V9和

  V1,V2,V3,V5,V9.

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