Rangkaian dalam Teori Graf — Nota JomSkor

Bab ini memperkenalkan Teori Graf sebagai cabang matematik diskret. Graf terdiri daripada bucu (vertex) dan tepi (edge). Pelajar belajar mentakrif dan mengelas graf (ringkas, gelung, berbilang tepi, terarah), mengira darjah bucu, mengenal subgraf, pokok (tree), dan mencari laluan terpendek dalam graf berwajaran.

Matematik · Tingkatan 4

Bab ini memperkenalkan Teori Graf sebagai cabang matematik diskret. Graf terdiri daripada bucu (vertex) dan tepi (edge). Pelajar belajar mentakrif dan mengelas graf (ringkas, gelung, berbilang tepi, terarah), mengira darjah bucu, mengenal subgraf, pokok (tree), dan mencari laluan terpendek dalam graf berwajaran.

Graf G = (V, E)

Graf terdiri daripada set bucu V (vertex/nod) dan set tepi E (edge/sisi). Tepi menghubungkan dua bucu.

Darjah Bucu deg(v)

Bilangan tepi yang bertemu di bucu v. Bucu terpencil mempunyai darjah 0. Gelung (loop) mengira darjah 2 untuk bucu yang sama.

Teorem Jabat Tangan

Jumlah semua darjah bucu = 2 × bilangan tepi: Σdeg(v) = 2|E|. Akibatnya: bilangan bucu berdarjah ganjil adalah genap.

Jenis Graf

Graf ringkas: tiada gelung, tiada tepi berganda. Graf berganda (multigraf): ada tepi berganda antara dua bucu. Graf terarah (digraf): tepi mempunyai arah (anak panah).

Graf Berwajaran

Setiap tepi diberi nilai (wajaran/berat), seperti jarak atau kos. Digunakan dalam masalah laluan terpendek.

Subgraf

Graf H adalah subgraf bagi G jika semua bucu dan tepi H terdapat dalam G. Ia adalah subset graf asal.

Pokok (Tree)

Graf terhubung tanpa kitaran (cycle). Pokok dengan n bucu mempunyai tepat n−1 tepi. Pokok merentang (spanning tree) melibatkan semua bucu graf asal.

Laluan Terpendek

Laluan dengan jumlah wajaran tepi yang minimum antara dua bucu. Boleh diselesaikan dengan kaedah inspeksi atau Algoritma Dijkstra.

Contoh soalan

Graf G mempunyai bucu {A,B,C,D,E} dan tepi {AB, AC, BC, BD, CD, DE}. (i) Cari darjah setiap bucu. (ii) Sahkan Teorem Jabat Tangan. (iii) Tentukan sama ada G adalah pokok.

Bucu (v)
Vertex / Node
Tepi (e)
Edge
Darjah Bucu (deg(v))
Degree of Vertex
Gelung
Loop
Graf Terarah
Directed Graph / Digraph
Graf Berwajaran
Weighted Graph
Subgraf
Subgraph
Pokok
Tree
Pokok Merentang
Spanning Tree
Laluan Terpendek
Shortest Path
Kitaran
Cycle