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一、平面图的概念


二、平面图中面、次数与图的顶点、边数等的关系

平面图

重点:1、平面图的概念,

   2、常见的非平面图 , ,

   3、平面图中面的次数与边数关系 ,

   4、平面图的欧拉公式 。

一、平面图的概念

1、定义:一个图 如果能以这样的方式画在平面上:除顶点处外没有边交叉出现,则称 为平面图,画出的没有边交叉出现的图称为 的一个平面嵌入或 的一个平面图。

  例1、 

  以上图中,(1)即 图,(2)是(1)的平面嵌入,故(1)是平面图。

  (4)是(3)的平面嵌入,故(3)是平面图。

  (5)即 图,无论怎样画,都不可能将交叉的边全去掉,(6)是(5)的一种画法。同样,(7)即 图,无论怎样画,也不可能将交叉的边全去掉,(8)是(7)的一种画法。故 和 都不是平面图。

2、极大平面图,极小非平面图。

  极大平面图——若在平面图 中任意不相邻的两个顶点之间再加一条边,所得图为非平面图,则 为极大平面图。

  极小非平面图——若在非平面图 中任意删除一条边后,所得图是平面图,则 为极小非平面图。

  例如: , 为极大平面图, 和 都是极小非平面图。

二、平面图中面、次数与图的顶点、边数等的关系。

1、定义:设 是一个连通的平面图 (指 的某个平面嵌入),

  面——平面图的区域 (回路围成的),

  无限面 (外部面)——面积无限的区域,记 ,

  有限面 (内部面)——面积有限的区域,

  边界——包围面的边 (回路),

  次数——面 边界的长度,记 。

  若 是非连通的平面图,设 有 个连通分支,则 的无限面 的边界由 个回路形成。

  例2、

  

  如上图所示的连通平面图,共有 个面 ,其中 的边界 , , 的边界 , , 的边界为复杂回路 , 。

  注意:(1) 一个平面图的无限面只有一个。

     (2) 同一个平面图可以有不同形状的平面嵌入 (互相同构)。

     (3) 不同的平面嵌入可能将某个有限面变成无限面,而将无限面变成有限面。

  例3、
  

  图(2),(3)都是图(1)的平面嵌入,图(2)中, ,图(3)中, ,它们虽然形状不同,但都与(1)同构。

2、平面图中面次数与边数的关系。

   ( 为面数)

3、欧拉公式。

  设 为连通的平面图,顶点数为 ,边数为 ,面数为 ,则

    

  如例3中,图(1) , ,则 。

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