§ 4.11. Фундаментальные циклы

Пусть G= неорграф, имеющий n вершин, m ребер и с компонент связности, T-остов графа G. В §4.8 отмечалось, что T имеет v*(G)=n-c ребер u₁, … , u_n_-_c, которые будем называть ветвями остова T. Оставшиеся m-n+с ребер v₁, v₂, … , v_m_-_n₊_c, не входящие в T, будем называть хордами остова T. Согласно теореме 4.8.1, п. 5, если к лесу T добавить произвольную хорду v_i , то в полученном графе найдется ровно один цикл, который обозначим через C_i. Цикл C_i состоит из хорды v_iи некоторых ветвей остова T, которые принадлежат единственной простой цепи, соединяющей вершины хорды v_i. Цикл C_i называется фундаментальным циклом графа G относительно хорды v_i остова T. Множество всех фундаментальных циклов относительно хорд остоваT называется фундаментальным множеством циклов графа G относительно остова T. Отметим, что мощность фундаментального множества циклов равна цикломатическому числу v(G)=m.

Обозначим через последовательностьвсех ребер графаG. Тогда фундаментальному циклу C_i соответствует вектор =, определенный по следующему правилу:

Теперь фундаментальное множество циклов можно задать с помощью матрицы фундаментальных циклов, строки которой являются векторами ₁, ₂, … , _v₍_G₎:

C⇌.

Так как каждый фундаментальный цикл C_i содержит ровно одну хорду, а именно , то матрицаC имеет вид

C= .

Таким образом, C=, гдеединичная матрица порядка.

П р и м е р 4 .11.1. Найдем матрицу фундаментальных циклов графа G, изображенного на рис. 4.45.Так как =86+1=3, то для получения остова удаляем из графа три ребра. Сопоставим этим ребрам номера 1,2,3.

Ребрам, входящим в остов, поставим в соответствие номера 4,5,6,7,8. Легко видеть, что фундаментальный цикл , соответствующий хорде 1, состоит из ребер 1,4,6, цикл-из ребер 2,6,7, циклC₃-из ребер 3,6,7,8. Поэтому матрица фундаментальных циклов C имеет вид