简单
1. 顶点 v 的度数 deg(v) 是什么?
正确答案:C
顶点的度数定义为与该顶点关联的边的数量。对于多重图,环要计算两次。
简单
2. 在多重图中,环对顶点度数的贡献是?
正确答案:B
环连接的是同一个顶点,但在概念上占用了该顶点的两个"连接槽位",因此贡献度数2。
简单
3. 度数为0的顶点叫什么?
正确答案:D
度数为0的顶点称为孤立顶点,就像社交圈中没有朋友的人。
简单
4. 度数为1的顶点叫什么?
正确答案:B
度数为1的顶点称为悬挂顶点,就像风铃中只被一根绳子吊着的那一个。
简单
5. 握手定理的内容是什么?
正确答案:B
握手定理:∑deg(v) = 2|E|,因为每条边对两个端点各贡献1度。
简单
6. 根据握手定理,奇度顶点的数量必须是?
正确答案:B
因为奇数个奇数相加不能得到偶数,而握手定理要求总度数为偶数。
简单
7. 什么是正则图?
正确答案:B
正则图是指所有顶点的度数都相同的图。例如,环图是2-正则图。
简单
8. 完全图 Kn 是几正则图?
正确答案:B
在完全图Kn中,每个顶点都与除自己外的所有n-1个顶点相连。
简单
9. 度数序列 (3,3,2,2,1) 能否构成一个图?
正确答案:D
度数之和为3+3+2+2+1=11(奇数),违反了握手定理,因此无法构成任何图。
简单
10. 两个图同构意味着什么?
正确答案:A
图同构意味着两个图在结构上是等价的,存在保持邻接关系的双射映射。
简单
11. 图不变量是什么?
正确答案:A
图不变量是同构图必须共有的性质,如顶点数、边数、度数序列等。
简单
12. 路径(Walk)的长度指什么?
正确答案:B
路径的长度等于它所包含的边的数量。
简单
13. 什么是闭合路径?
正确答案:A
闭合路径是指起点和终点是同一个顶点的路径。
简单
14. 连通图的定义是什么?
正确答案:A
连通图是指任意两个顶点之间都存在路径的图。
简单
15. 邻接矩阵的(i,j)位置表示什么?
正确答案:A
邻接矩阵的(i,j)位置表示顶点i和j之间连接的边数。
简单
16. 小径(Trail)与路径(Walk)的区别是什么?
正确答案:A
小径是不重复边的路径,但可以重复顶点。
简单
17. 圈(Cycle)的定义是什么?
正确答案:A
圈是闭合且不重复顶点的路径(除了起点和终点相同)。
简单
18. 二分图与奇数环的关系是什么?
正确答案:A
二分图当且仅当不包含奇数长度的环。
简单
19. 欧拉小径是什么?
正确答案:A
欧拉小径是经过图中每条边恰好一次的小径。
简单
20. 欧拉环路存在的条件是什么?
正确答案:A
欧拉环路存在当且仅当图连通且所有顶点度数为偶数。
简单
21. 哈密顿路径是什么?
正确答案:A
哈密顿路径是经过图中每个顶点恰好一次的路径。
简单
22. 欧拉问题和哈密顿问题的复杂度差异是什么?
正确答案:A
欧拉问题有多项式时间算法,而哈密顿问题是NP完全问题。
简单
23. 立方图Qn是几正则图?
正确答案:A
立方图Qn中每个顶点的度数都是n。
简单
24. 环图Cn是几正则图?
正确答案:A
环图Cn中每个顶点的度数都是2。
简单
25. 无向图的邻接矩阵有什么特点?
正确答案:A
无向图的邻接矩阵是对称的,因为ai,j = aj,i。
简单
26. 邻接矩阵Am的含义是什么?
正确答案:A
邻接矩阵Am的(i,j)位置表示从顶点i到j长度为m的路径数量。
简单
27. 欧拉小径存在的条件是什么?
正确答案:A
欧拉小径存在当且仅当图连通且恰好有两个奇度顶点。
简单
28. 度数为1的顶点对哈密顿圈的影响是什么?
正确答案:A
度数为1的顶点(悬挂顶点)阻止哈密顿圈的存在,因为圈必须经过每个顶点的恰好2条边。
简单
29. 连通分量的定义是什么?
正确答案:A
连通分量是图的最大连通子图。
简单
30. 度数序列(4,3,3,3,3)能否构成图?
正确答案:A
度数之和=16(偶数),奇度顶点=4个(偶数),根据事实4可以构成多重图。
中等
31. 如果图G有8个顶点,每个顶点度数为3,那么G有多少条边?
正确答案:B
根据握手定理:∑deg(v) = 2|E|,所以8×3 = 2|E|,因此|E| = 12。
中等
32. 立方图Q₃有多少个顶点和边?
正确答案:A
Q₃有2³=8个顶点,边数=3×2³⁻¹=3×4=12条边。
中等
33. 在邻接矩阵中,主对角线上的1表示什么?
正确答案:A
主对角线上的1表示顶点i有环(自己连接自己)。
中等
34. 如果两个图有相同的度数序列,它们一定同构吗?
正确答案:B
度数序列相同是同构的必要条件但不充分,还需要检查其他图不变量。
中等
35. 完全二分图K₃,₄的度数序列是什么?
正确答案:A
K₃,₄中,3个顶点的度数是4,4个顶点的度数是3。
中等
36. 从路径到路径的定理说明了什么?
正确答案:A
该定理说明如果两点间存在路径,则必存在不重复顶点的简单路径。
中等
37. n个顶点的图中,简单路径的最大长度是多少?
正确答案:B
简单路径不重复顶点,最多经过n个顶点,因此最大长度为n-1条边。
中等
38. 哪个图既有欧拉环路又有哈密顿圈?
正确答案:A
K₄中所有顶点度数为3(奇数),不存在欧拉环路。实际上应该是偶数度数的图如K₅。
中等
39. Dirac定理的条件是什么?
正确答案:A
Dirac定理:如果n≥3且每个顶点度数≥n/2,则图有哈密顿圈。
中等
40. 连通性关系是等价关系,需要满足哪些性质?
正确答案:A
等价关系必须满足自反性、对称性和传递性三个性质。
中等
41. 风扇图有哪种类型的路径?
正确答案:A
风扇图有两个奇度顶点(存在欧拉小径)且可以遍历所有顶点(存在哈密顿路径)。
中等
42. 星图为什么没有哈密顿路径?
正确答案:A
星图有多个度数为1的顶点,而哈密顿路径最多只能有2个端点。
中等
43. 完全图K₅的度数序列是什么?
正确答案:A
K₅中每个顶点连接其他4个顶点,所以度数都是4。
中等
44. 环路(Tour)和圈(Cycle)的区别是什么?
正确答案:A
环路是闭合且不重复边的路径,但可以重复顶点;圈不重复顶点(除起终点)。
中等
45. Ore定理的条件是什么?
正确答案:A
Ore定理:如果任意不相邻顶点的度数之和≥n,则图有哈密顿圈。
困难
46. 证明两个图G₁和G₂同构:G₁有顶点{a,b,c,d}和边{ab,bc,cd,da,ac},G₂有顶点{w,x,y,z}和边{wy,yz,zx,xw,wz}。构造同构映射f。
正确答案:A
验证:度数序列都是(3,3,2,2)。映射f(a)=w, f(b)=y, f(c)=z, f(d)=x保持所有邻接关系。
困难
47. 在4×4的邻接矩阵A中,A²的(1,3)位置值为5。这意味着什么?
正确答案:A
矩阵A^m的(i,j)位置表示从顶点i到j长度为m的路径数量。
困难
48. 给定度数序列(5,4,4,3,3,3,2,2),分析其构成图的可能性。
正确答案:A
度数之和=26(偶数),奇度顶点=4个(3,3,3,5,偶数个),满足构成多重图的必要条件。
困难
49. 在轮图W₅中,执行一步Dijkstra算法,从中心顶点开始,初始时到各顶点的距离如何更新?
正确答案:A
轮图的中心顶点连接所有外圈顶点,因此第一步后所有外圈顶点距离都更新为1。
困难
50. 分析图G:有6个顶点,度数序列为(3,3,3,3,2,2)。判断G是否一定包含三角形(长度为3的圈)。
正确答案:B
可以构造不含三角形的图,如修改后的二分图结构,证明度数序列不能唯一确定图的结构。
困难
51. 在包含环的图中,如何修改握手定理来正确计算度数?
正确答案:A
环连接同一顶点但算作2度,所以握手定理仍然成立:∑deg(v) = 2|E|。
困难
52. 证明:如果图G有哈密顿圈,且删除任意一个顶点v,剩余图的连通分量数不超过deg(v)。
正确答案:A
哈密顿圈经过每个顶点一次,删除顶点v最多将圈分成deg(v)段,因此连通分量数≤deg(v)。
困难
53. 在8×8的邻接矩阵中,如何快速确定图是否是二分图?
正确答案:A
二分图的邻接矩阵可以重排成分块形式:左上和右下为零矩阵,体现了二分图的结构特征。
困难
54. 柯尼斯堡七桥问题的现代变形:如果允许增加一座桥,最少需要几座桥使得存在欧拉路径?
正确答案:A
原问题有4个奇度顶点,添加1座桥连接其中两个,使得只剩2个奇度顶点,满足欧拉小径条件。
困难
55. 在完全二分图K₃,₄中,从一个度数为3的顶点开始,长度为4的路径有多少条?
正确答案:A
需要计算邻接矩阵的4次方。K₃,₄的二分结构使得路径在两个集合间交替,长度4的路径数为48。
困难
56. 分析Peterson图:它是3-正则图,有10个顶点。判断它是否有哈密顿圈。
正确答案:B
Peterson图是著名的反例:3-正则图但无哈密顿圈,说明正则性不保证哈密顿性。
困难
57. 在度数序列为(4,4,3,3,2,2)的图中,应用Ore定理分析哈密顿圈的存在性。
正确答案:A
Ore定理要求不相邻顶点度数之和≥n=6。最小度数和为2+2=4<6,条件不满足,但这不意味着不存在哈密顿圈。
困难
58. 证明:树T有n个顶点,则T的补图(完全图K_n去掉T的边)的边数为?
正确答案:A
K_n有n(n-1)/2条边,树T有n-1条边,补图边数=n(n-1)/2-(n-1)=(n-1)(n-2)/2。
困难
59. 在连通图G中,如果删除一条边后图变为非连通,这条边叫什么?证明树的每条边都具有此性质。
正确答案:A
桥是删除后使图不连通的边。树中任意两点间只有唯一路径,删除任何边都会破坏连通性。
困难
60. 在图论中,证明:如果图G的每个顶点度数≥k,则G包含长度≥k的路径。
正确答案:A
构造性证明:从任意顶点开始构造最长路径,由于每个顶点度数≥k,路径长度至少为k。
超难
61. 证明Turán定理的特例:n个顶点的三角形免费图(不含K₃)最多有⌊n²/4⌋条边。
正确答案:A
Turán定理确定了不含r-团的图的最大边数。对于r=3(三角形),最优结构是完全二分图。
超难
62. 在随机图G(n,p)模型中,当p=ln(n)/n时,图几乎必然具有什么性质?
正确答案:A
这是随机图理论中的经典结果:ln(n)/n是连通性的阈值概率。
超难
63. 分析图的谱性质:如果图G的邻接矩阵的第二大特征值λ₂满足λ₂≤d-1(d是正则度),证明G是强扩展图。
正确答案:A
这是代数图论的核心结果:谱间隙(λ₁-λ₂)与图的扩展性质密切相关。
超难
64. 在图G中,定义独立数α(G)为最大独立集的大小。证明:α(G)·ω(G)≥n,其中ω(G)是团数。
正确答案:B
原不等式错误。实际的关系更复杂,涉及色数χ(G)≥ω(G)和χ(G)·α(G)≥n等。
超难
65. 考虑图的Ramsey数R(s,t):证明R(3,3)=6的关键思想是什么?
正确答案:A
经典证明:在K₆的任意红蓝着色中,选择一个顶点,其5个邻居中至少有3个同色,这3个顶点要么形成单色三角形,要么与选择的顶点形成单色三角形。
超难
66. 分析网络流问题:在最大流最小割定理中,如果所有边容量都是整数,证明存在整数最大流。
正确答案:A
整数容量网络的重要性质:如果所有容量都是整数,则存在整数最大流,这在实际应用中很重要。
超难
67. 在极值图论中,证明:不含4-圈(C₄)的n个顶点图最多有(1+o(1))n^(3/2)/2条边。
正确答案:A
这是极值图论的经典结果,使用线性代数方法(特别是关联矩阵的秩)可以证明。
超难
68. 分析图的张量积:如果G和H都是强正则图,它们的张量积G⊗H具有什么性质?
正确答案:A
强正则图的张量积仍是强正则图,这是代数图论中关于图运算的重要结果。
超难
69. 在量子图论中,考虑图G的量子色数χ_q(G)。证明χ_q(G)≤χ(G)(经典色数)。
正确答案:A
量子图着色是经典图着色的推广,量子策略提供了更大的灵活性,因此量子色数不超过经典色数。
超难
70. 综合分析:给定图G,如果G既有欧拉环路又有哈密顿圈,且所有顶点度数≥3,证明|E|≥3|V|/2。
正确答案:A
由握手定理:2|E|=∑deg(v)≥3|V|(因为度数≥3),所以|E|≥3|V|/2。欧拉和哈密顿条件确保了额外的结构性质。