
汉密尔顿图
与欧拉回路非常类似的问题是汉密尔顿回路的问题。
1859年,威廉·汉密尔顿爵士在给他朋友的一封信中,首先谈到关于十二面体的一个数学游戏:能不能在图中找到一条回路,使它含有这个图的所有结点?(见图)
他把每个结点看成一个城市,联结两个结点的边看成是交通线。于是他的问题就是能不能找到旅行路线,沿着交通线经过每个城市恰好一次,再回到原来的出发地,他把这个问题称为周游世界问题。
定义1 给定图G,若存在一条路经过图中的每个结点恰好一次,这条路称作汉密尔顿路。若存在一条回路,经过图中的每个结点恰好一次,这条回路称作汉密尔顿回路。
具有汉密尔顿回路的图称作汉密尔顿图。
定理1 若图G=<V,E>具有汉密尔顿回路,则对于结点集V的每个非空子集S均有 W(G-S)≤|S|成立。其中W(G-S)是G-S中连通分支数。
定理2 设G具有n个结点的简单图,如果G中每一对结点度数之和大于等于n-1,则在G中存在一条汉密尔顿路。
定理3 设G是具有n个结点的简单图。如果G中每一对结点度数之和大于等于n,则在G中存在一条汉密尔顿回路。
定义2 给定图G=<V,E>有n个结点,若将图G中度数之和至少是n的非邻接结点连接起来得图G’,对图G’重复上述步骤,直到不再有这样的结点对存在为止,所得到的图,称为是原图G的闭包,记作C(G)。
定理4 当且仅当一个简单图的闭包是汉密尔顿图时,这个简单图是汉密尔顿图。