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faecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:start [09.11.2022 20:08] – [Wege in Graphen] Frank Schiebelfaecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:start [09.11.2022 21:41] Frank Schiebel
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 ==== Wege in Graphen ==== ==== Wege in Graphen ====
- 
-Wenn man sich über Wege in Graphen unterhalten möchte, muss man sprachlich einige Dinge sehr genau unterscheiden, damit keine Missverständnisse entstehen. 
  
   * Mit dem Begriff **<color #22b14c>Kantenzug</color>** bezeichnen wir einen Pfad durch den Graphen, bei dem Knoten/Kanten auch **mehrfach** durchlaufen werden dürfen.   * Mit dem Begriff **<color #22b14c>Kantenzug</color>** bezeichnen wir einen Pfad durch den Graphen, bei dem Knoten/Kanten auch **mehrfach** durchlaufen werden dürfen.
-  * Mit dem Begriff **<color #22b14c>Weg</color**bezeichnen wir einen Pfad durch den Graphen, bei dem jeder Knoten höchstens ein Mal durchlaufen wird. +  * Mit dem Begriff **<color #22b14c>Weg</color>** bezeichnen wir einen Pfad durch den Graphen, bei dem jeder Knoten höchstens ein Mal durchlaufen wird. 
-  * Startet ein Kantenzug oder Weg am selben Knoten wie er endet, **sind** also **Start- und Endknoten identisch**, bezeichnet man den Kantenzug/der Weg als **geschlossen**. +  * Startet ein Kantenzug oder Weg am selben Knoten wie er endet, **sind** also **Start- und Endknoten identisch**, bezeichnet man den Kantenzug/der Weg als **<color #22b14c>geschlossen</color>**. 
-  * Ein **geschlossener Kantenzug** heißt **<color #22b14c>Zyklus</color>**+  * Ein **geschlossener Kantenzug** heißt **<color #22b14c>Zyklus</color>**. Ein Graph, in dem man keinen Zyklus finden kann, heißt **<color #22b14c>zyklenfrei</color>**. 
 +  * Ein geschlossener Weg heißt **<color #22b14c>Kreis</color>** ,  d.h. Start- und Zielknoten sind gleich und jeder Knoten wird maxmimal ein mal durchlaufen  
 + 
 + 
 +==== Zusammenhang ==== 
 + 
 + 
 +<WRAP center round important 90%> 
 +Wenn es in einem Graphen von jedem Knoten zu einem anderen einen Weg gibt, heißt der Graph **zusammenhängend**. 
 + 
 +Einen zusammenhängenden Teilgraphen nennt man **Zusammenhangskomponente**. 
 +  
 +Zusammenhängende, azyklische Graphen sind **Bäume**. 
 + 
 +</WRAP> 
 + 
 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:auswahl_376.png |}} 
 + 
 +==== Eulerzug ==== 
 + 
 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:euler1.png?100|}} 
 + 
 +<WRAP center round important 50%> 
 +Ein Kantenzug, in dem jede Kante genau einmal vorkommt, heißt **Eulerzug**. 
 + 
 +In einem gegebenen Graph gibt es einen Eulerzug wenn   
 +  * Der Graph zusammenhängend ist **und** 
 +  * **Entweder:** Alle Knoten geraden Grad haben **oder:** genau zwei Knoten ungeraden Grad haben. 
 + 
 +</WRAP> 
 + 
 + 
 +==== Geschlossener Eulerzug ==== 
 + 
 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:euler2.png?130|}} 
 + 
 +<WRAP center round important 50%> 
 +Ein **geschlossener Eulerzug** ist ein Zyklus, in dem jede Kante genau ein mal vorkommt. 
 + 
 +Ein Graph besitzt einen geschlossenen Eulerzug, wenn  
 +  * Der Graph zusammenhängend ist **und** 
 +  * Alle Knoten geraden Grad haben 
 + 
 +</WRAP> 
 + 
 + 
 +===== Weiterführende Fragen ===== 
 + 
 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:auswahl_377.png?220|}} 
 + 
 +Ein **<color #22b14c>vollständiger Graph</color>** hat eine Verbindung von jedem Knoten zu jedem 
 +anderen. 
 + 
 +---- 
 +{{:aufgabe.png?nolink  |}} 
 +=== (A4) === 
 + 
 +  * Zeichne einen vollständigen Graphen mit drei und einen mit vier Knoten. 
 +  * Entscheide, ob die Graphen mit drei, vier oder fünf Knoten einen geschlossenen Euler-Zug haben.vollständiger Graph 
 +  * Gib eine allgemeine Regel an, wann ein vollständiger Graph einen geschlossenen Eulerzug hat.
  
 +----
  
  
  
 +Für viele Anwendungen verwendet man **<color #22b14c>gerichtete Graphen</color>**, d.h. die
 +Kanten haben eine Richtung (z.B. bei einem Stadtplan mit Einbahnstraßen). Bei einem Euler-Zug darf man die Kanten dann nur in der vorgegebenen Richtung durchlaufen.
  
 +Jeder Knoten hat dann einen **Ausgangsgrad** (wie viele Kanten gehen von einem Knoten aus) und einen **Eingangsgrad** (wie viele Kanten führen zu einem Knoten hin).
 +{{ :faecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:auswahl_378.png?200|}}
 +----
 +{{:aufgabe.png?nolink  |}}
 +=== (A5) ===
  
 +   * Entscheide, ob der abgebildete Graph einen geschlossenen Euler-Zug hat.
 +   * Gib eine allgemeine Regel an, wann ein gerichteter Graph einen geschlossenen Euler-Zug hat.
  
 +{{simplefilelist>:faecher:informatik:oberstufe:graphen:zpg:einfuehrung:*}}
  
 {{tag> def:graph}} {{tag> def:graph}}
  • faecher/informatik/oberstufe/graphen/zpg/einfuehrung/start.txt
  • Zuletzt geändert: 08.03.2024 12:34
  • von Marco Kuemmel