Тео́рия гра́фов — раздел дискретной математики, изучающий графы, одна из ветвей топологии. В самом общем смысле граф — это множество точек, которые соединяются множеством линий. Теория графов включена в учебные программы для начинающих математиков, поскольку:
- как и геометрия, обладает наглядностью;
- как и теория чисел, проста в объяснении и имеет сложные нерешённые задачи;
- не имеет громоздкого математического аппарата ;
- имеет выраженный прикладной характер.
Зада́ча о незави́симом мно́жестве относится к классу NP-полных задач в области теории графов. Эквивалентна задаче о клике.
Кликой неориентированного графа называется подмножество его вершин, любые две из которых соединены ребром. Клики являются одной из основных концепций теории графов и используются во многих других математических задачах и построениях с графами. Клики изучаются также в информатике — задача определения, существует ли клика данного размера в графе является NP-полной. Несмотря на эту трудность, изучаются многие алгоритмы для поиска клик.
Выпуклый многогранник — многогранник, являющийся выпуклым множеством. Это основное понятие в задачах линейного программирования.
В теории графов граф называется хордальным, если каждый из его циклов, имеющих четыре ребра и более, имеет хорду.
Шестиуго́льный парке́т или шестиугольная мозаика — замощение плоскости равными правильными шестиугольниками, расположенными сторона к стороне.
В теории графов рёберным графом L(G) неориентированного графа G называется граф L(G), представляющий соседство рёбер графа G.
В теории графов нечётные графы On — это семейство симметричных графов с высоким нечётным обхватом, определённых на некоторых семействах множеств. Они включают и обобщают графы Петерсена.
В теории графов максимальным независимым множеством, максимальным устойчивым множеством, или максимальным стабильным множеством называется независимое множество, не являющееся подмножеством другого независимого множества. То есть это такое множество вершин S, что любое ребро графа имеет хотя бы одну конечную вершину, не принадлежащую S, и любая вершина не из S имеет хотя бы одну соседнюю в S. Максимальное независимое множество является также доминирующим в графе, а любое доминирующее множество, являющееся независимым, должно быть максимальным независимым, поэтому максимальные независимые множества также называют независимыми доминирующими множествами. Граф может иметь много максимальных независимых множеств в широком диапазоне размеров.
В теории графов спичечным графом называется граф, который можно нарисовать на плоскости таким образом, что все его рёбра представляют собой отрезки прямой длиной единица и рёбра не пересекаются. Таким образом, этот граф имеет вложение в плоскость одновременно в виде графа единичных расстояний и планарного графа. Говоря неформально, спичечный граф можно выложить непересекающимися на плоской поверхности спичками, откуда и название.
Симметричный граф (или транзитивный относительно дуг граф) — граф G, для любых двух пар смежных вершин которого u1—v1 и u2—v2 имеется автоморфизм:
- f : V(G) → V(G)
В теории графов расщепляемым графом называется граф, в котором вершины можно разделить на клику и независимое множество. Расщепляемые графы впервые изучали Фёлдес и Хаммер, и независимо ввели Тышкевич и Черняк.
Куби́ческий граф — граф, в котором все вершины имеют степень три. Другими словами, кубический граф является 3-регулярным. Кубические графы называются также тривалентными.
Теорема Брукса — утверждение в теории графов, устанавливающее связь между максимальной степенью графа и его хроматическим числом. Согласно этой теореме вершины связного графа, в котором все вершины имеют не больше Δ соседей, можно раскрасить всего в Δ цветов, за исключением двух случаев — полных графов и циклов нечётной длины, для которых требуется Δ + 1 цветов.
Полиэдральный граф — неориентированный граф, образованный из вершин и рёбер выпуклого многогранника, или, в контексте теории графов — вершинно 3-связный планарный граф.
Гусеница или гусеничное дерево — это дерево, в котором все вершины находятся на расстоянии не более 1 от центрального пути.
Показатель центральности или близости к центру в теории графов и анализе сетей определяет наиболее важные вершины графа. Приложения показателя применяются для выявления наиболее влиятельного лица (лиц) в социальной сети, ключевых узлов инфраструктуры в интернете или городских сетей и разносчиков болезни. Концепции центральности первоначально развивались в анализе социальных сетей и многие термины центральности используются для измерения социологических первоисточников. Не следует путать эти показатели с метриками влияния узлов, которые ищут количественные характеристики влияния каждого узла в сети.
