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Teoria de Grafos

Matemática Aplicada às Ciências Socias, 11º ano

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Teoria de Grafos

Origem:

  • Euler (oiler) ao resolver o problema das pontes de Königsberg em 1736, mas foram os problemas acerca de fórmulas de estrutura de compostos químicos que A. Cayley resolveu na segunda metade do século XIX que permitiu desenvolver da Teoria de Grafos .

Leonard Euler

Pontes de Königsberg

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A aplicação desta teoria não é utilizada especificamente na Matemática.

Abrange também áreas diversas, como, por exemplo, o planeamento de uma rede de comunicações viária, projetos de arquitetura, desenho de circuitos eletrónicos, resolução de problemas inerentes às telecomunicações, distribuição de produtos e controlo de tráfego urbano.

Um grafo constitui o modelo matemático ideal para o estudo das relações entre objetos discretos de qualquer tipo .

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A seguinte secção de um mapa de estradas

Exemplos :

ou a seguinte secção de uma rede eléctrica

podem ser ambas representadas por meio de pontos e segmentos de reta do seguinte modo:

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Assim

Um grafo é uma representação esquemática constituída por conjuntos finitos de pontos, a que chamamos vértices, e por segmentos que unem os vértices, a que chamamos arestas.

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Linguagem e notação da teoria dos grafos

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Por exemplo:

 

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  • Arestas adjacentes são arestas incidentes no mesmo vértice.
  • Arestas paralelas são arestas distintas que ligam os mesmos vértices.
  • Lacete é uma aresta que liga um vértice a ele próprio.
  • Vértice isolado é um vértice que não tem arestas incidentes.
  • Vértices adjacentes são vértices que têm pelo menos uma aresta que os liga.

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Grafo conexo é um grafo no qual existe sempre uma sequência de arestas a unir quaisquer dois dos seus vértices.

Grafo conexo

Grafo não conexo

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Grafo simples é um grafo que não tem arestas paralelas nem lacetes. Se tiver algum destes elementos, chama- se multigrafo.

Grafo simples

Multigrafo

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Grafo completo é um grafo em que qualquer par de vértices está ligado por uma aresta.

Grafo completo

Grafo não completo

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Grau, ou valência, de um vértice é o número de arestas que nele incidem.

grau 2

grau 3

grau 1

grau 3

grau 3

grau 0

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Grafo regular é um grafo em que todos os vértices têm o mesmo grau.

grau 4

grau 4

grau 4

grau 4

grau 4

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Grafo orientado, ou dígrafo, é um grafo cujas arestas têm sentidos definidos.

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Bibliografia:

http://www.mat.uc.pt/~picado/ediscretas/2013/apontamentos/cap2.pdf

PPT adaptado do Manual