Theorie Des Graphes-Extrait

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    LLeeoonn66 :: LLee pprroobb llmm eedduufflloo tt mmaa xx iimm uumm 115

    1-Dfinitions 1162-Le problme de la recherche du flot maximum 119Exercices corrigs 127

    LLeeoonn77 :: LLee pprroobb llmm eedd ''aa ffffeeccttaa tt iioonn 131

    1-Position du problme 1332- La rsolution du problme daffectation par la mthode

    hongroise134

    Exercices corrigs 145LLeeoonn88 :: PPrroobb llmm eedd'' OOrrddoonnnnaa nncceemm ee nntt 149

    1-La reprsentation du rseau PERT 1512-La dtermination du calendrier des dates au plus tt et des

    dates au plus tard154

    3-Analyse et identification des tches critiques 156Exercices corrigs 160

    SSoolluutt iioo nnssddee ssEE xxeerrcc iiccee ss 163

    Solutions : Concepts fondamentaux de la thorie des graphes 164Solutions : Autres reprsentations dun graphe 168Solutions : La connexit dans un graphe 175Solutions : Les cheminements remarquables 190Solutions : Arbres et Arborescences 192Solutions : Le problme du flot maximum 206Solutions : Le problme d'affectation 223Solutions : Problme d'Ordonnancement 236

    BB ii bb ll ii oo gg rraa pp hh ii ee 248

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    o n C o n c e p t s f o n d a m e n t a u x d e

    l a t h o r i e d e s g r a p h e s

    Objectif de la leon :

    Savoir comment reprsenter graphiquement unproblme.

    Dans cette leon:

    1) Dfinitions2) Structure dun graphe 3) Les graphes particuliers4) Algorithme de K-coloration dun graphe

    Exercices corrigs

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 8

    8

    La thorie des graphes est un outil puissant de modlisation et de rsolution

    de problmes concrets. A lorigine, la thorie des graphes tait prsente comme

    une curiosit mathmatique; Euler lors dune de ses promenades nocturnes a

    voulu tracer un itinraire circulaire dans la ville de Koeinsberg. Partant dun

    point donn, il voulut visiter les sept ponts de cette ville (disposs selon le schma

    ci-dessous) une seule fois seulement, puis retourner son point de dpart.

    Les points A, B, C et D sont des rives.

    Ensuite la thorie des graphes a t utilise pour modliser des circuits

    lectriques (Kirchoff), puis a trouv de nombreuses applications dans diffrents

    domaines tels : la chimie, la psychologie etc.

    Pont 1 Pont 2Pont 3

    Pont 4

    Pont 7Pont 5

    D

    B

    A

    Pont 6C

    Figure 1

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    9

    11 -- DD ffii nn ii tt ii oo nn ss ::

    1.1. Qu es t ce q u u n grap h e ?

    C'est en 1822 que le mot graphe est introduit par l'Anglais J.J.Sylvester, eten 1936 que parat le premier livre sur la thorie des graphes, crit par D. Knig.

    Un graphe est un dessin gomtrique dfini par la donne d'un ensemble de

    points (appelssommets ou nuds), relis entre eux par un ensemble de lignes ou

    de flches (Appeles artes ou arcs). Chaque arte a pour extrmits deux points,

    ventuellement confondus.

    Les graphes peuvent servir reprsenter un grand nombre de situations

    courantes comme :

    Les liens routiers Les rseaux de communication Les circuits lectriques Les liens entre diverses personnes ou entits administratives

    Exemple :

    La figure suivante reprsente un plan de circulation sens unique dune ville

    o chaque localit est reprsente par un point appel sommet et chaque route par

    un arc orient indiquant le sens de la circulation.

    Ainsi les notions quon peut dfinir sur un graphe, vont servir rsoudre

    certains problmes lis diffrents domaines.

    A

    B

    D

    C

    E

    Figure 2

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 10

    10

    1 .2.Grap h e or ie n t :

    Un graphe orient est un systme form dun ensemble fini de sommets que

    lon notera {x1, x2,..xn} et dun ensemble fini darcs reliant dans un ordre biendfini ces sommets, ou un certain nombres dentre eux not { u1,u2 ,..um}.

    Exemple :Le graphe Gci-contre est orient :

    Mathmatiquement, un graphe orient est reprsent par le couple G=(X, U), o : Xest lensemble des sommets. Uest lensemble des arcs.

    Notation :On note un arc reliant un sommet x au sommet y dans un graphe Gpar :

    u=(x, y).

    Si le graphe Gcontient n sommets, on dit alors que Gest dordre nChaque arc du graphe G relie respectivement deux sommets, le sommet de

    dpart qui reprsente lextrmit initiale de larc et le sommet darrive qui

    reprsente lextrmitterminale.

    xu

    u10

    B

    D

    C

    E

    u1

    u2

    u4

    u5

    u6

    u7

    u8

    u9

    A

    (G)

    Figure 3

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 11

    11

    Autrement di t :Un graphe orient est dfini par le quadruplet : G=(X, U, I,T) o

    Iest lapplication extrmit initiale dun arc dfinie par:I : U X

    (x, y) I(x, y) =x

    Test lapplication extrmit terminale dun arc dfini par:T : U X

    (x, y) T(x, y) =y

    Exemple :Soit u1=(A, B)un arc de lensemble des arcs Udu graphe Gci-dessus :

    Remarque :On appelle larc dont lextrmit initiale est confondue avec lextrmit terminale

    uneboucle note u= (x, x)

    Exemple :Soit u10= (A,A)un arc de lensemble des arcs Udu graphe Gde la figure 3

    Les deux extrmits de larc u10 sont confondues, cest--dire : I(u10) =A et

    T(u10)=A.

    Larc u10est donc une boucle

    1 .3.Grap h e n on o r ien t :

    Si on dfinit une relation sur un ensemble o la notion dordre nest pas

    importante, on reprsente ainsi la relation entre deux sommets par un arc nonorient appel arte. On obtient alors un graphe non orient, not G=(X.E).

    A Bu1

    Le sommet A est lextrmitinitiale de larc u1Note : I(u1) =A

    Le sommet B est lextrmitterminale de larc u1Note : T (u1) =B

    A

    u10

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 12

    12

    Exemple :

    Considrons le plan de la ville de Koeinsberg

    modlis par Euler sous forme dun graphe non orientG=(X, E)o :

    X= {A, B, C, D}; reprsente les diffrentes rives. E= {AB, AC, AD, DB (2), DC (2)} ; reprsente

    lensemble des ponts.

    On dira quil existe une arrte entre deux sommets

    sil existe un pont permettant de relier deux rives

    Remarques :Une arte dont les extrmits sont confondues est une boucle.

    Une arte peut tre transforme en deux arcs de sens dfrents

    1 .4.Grap h e s imp le e t grap h e mu l t ip le :

    Un graphesimpleest un graphe sans boucles ni arcs (artes) multiples.

    Dans le cas contraire, cest dire, si des boucles ou des arcs (artes)

    multiples sont autoriss, on dira alors que le graphe est multiple.

    Exemple :

    A

    B

    C

    D

    y

    x

    x

    y

    Artes multiples Arcs multiples

    xx

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 13

    13

    On dfinit ainsi, la multiplicit dun graphe orient multiple par le nombre

    maximum darcs ayant la mme extrmit initiale et la mme extrmit terminale.

    Soit pce nombre, on dit alors que G est un pgraphe .P = Max {uU / I(u) =x et T (u) =y}

    Exemple :Le graphe dEuler est un graphe multiple, car des artes multiples relient les

    sommets Det Bet les sommets Det C.

    1.5.Len semb le d es p rd cesseu rs , su ccesseu rs e t vo i s in s

    d u n sommet :

    Considrons le graphe correspondant la Figure 2 :

    Partant des localits B et E, on peut atteindre la localit A par deux routesdirectes BAet EA.

    Les sommets B et E forment ainsi lensemble des prdcesseursde A, quon

    note -(A)

    A

    B

    C

    D

    Artes

    multiples

    Prdcesseurs du

    sommet AA

    B

    E

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 14

    14

    Partant de la localit A, on peut atteindre directement les localits B et D,respectivement par les deux routesABetAD.

    Les sommets Bet D forment ainsi lensemble des successeursdeA, quonnote +(A).

    Lensemble des voisinsdu sommetAest gal la runion de lensemble de sesprdcesseurs et de ses successeurs, on le note (A)ouV(A).

    Notation :Soit G=(X, U)un graphe orient :

    Lensemble des prdcesseurs dun sommet xse dfinit par :-(x) ={yX / uU o I(u)= y et T(u)=x}

    Lensemble des successeurs dun sommet xse dfinit par :+(x) ={yX / uU o T(u)= y et I(u)=x}

    Lensemble des voisins dun sommet xse dfinit par :(x) = +(x) -(x)

    A

    B

    D

    Successeurs du

    sommet A

    A

    B

    D

    E

    Voisins du

    sommet A

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 15

    15

    Exemple :Soit le graphe G=(X, U) suivant :

    Daprs le graphe :

    +(A)= {B, D, E} et -(A)= {B}Alors : (x) = {B, D, E}

    +(B)= {A, E} et -(B)= {A, C}Alors : (x) = {A, C, E}

    +(C)= {B, E} et -(C)= {D}Alors : (x) = {B, D, E}

    +(D)={C} et -(D)= {A}Alors : (x) ={C, A}

    +(E)= et -(E)={A, B, C}Alors : (x) = {A, B, C}

    1.6. Le d egr d u n sommet :

    Soit le graphe de la figure 4, considrons le sommetA:

    Une route mne vers la localit Aet 3 autres en partent, on peut dfinir ainsila notion de degr dun sommet dans un graphe comme suit:

    Le sommet Aest lextrmit initiale de 3 arcs, on dit alors que le demi -degrextrieur deAest 3, on le note Gd (A)=3.

    De mme le sommet Aest lextrmit terminale dun seul arc. On dit dans cecas que le demi-degr intrieur deAest 1 on le note d-G(A)=1

    La somme du demi-degr intrieur et du demi-degr extrieur du sommet Adfinit le degr du sommetAquon note d (A)=4

    Notation :Soit G=(X, U)un graphe orient on a :

    Le demi-degr extrieur dun sommet xest gal au nombre darcs ayant lesommet xcomme extrmit initiale, on dit aussi le nombre darcs incidents

    extrieurs au sommet x. On le note : d+G(x) ={uU/ I(u)=x}

    A

    A

    E

    B

    D

    C

    Figure 4

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 16

    16

    Le demi-degr intrieur dun sommet xest gal au nombre darcs ayant lesommet x comme extrmit terminale, on dit aussi le nombre darcs

    incidents intrieurs au sommet x. On le note : d-G(x) ={uU/ T(u)=x}

    Le degr dun sommet x est le nombre darcs ayant x comme extrmitinitiale ou terminale, on dit aussi le nombre darcs adjacents x.

    On le note dG(x) = d+

    G(x) + d-G(x)

    Remarque :Si un sommet possde une ou plusieurs boucles, chacune apporte une contribution

    de 2 dans le calcul du degr de ce sommet.

    Proprits :1)Dans un graphe orient G=(X, U), la somme des demi-degrs intrieurs des

    sommets de Gest gale la somme des demi-degrs extrieurs des sommets

    de G,

    Autrement dit :

    XxXx

    xG

    xG

    dd )()(

    2)Dans tout graphe, la somme des degrs est un nombre pair.3)La somme des degrs dun graphe non orient est gale deux fois le

    nombre dartes.

    Exemple :

    Le tableau suivant dtermine les demi-degrs extrieurs et intrieurs dessommets du graphe prcdent de la figure 4.

    A B C D E Total

    d (x) 3 2 3 1 0 9

    d (x) 1 2 1 1 4 9d (x) 4 4 4 2 4 22

    On voit bien que :

    XxXx

    xG

    xG

    dd )()(est vrifie et

    Xx

    xG

    d )( est un nombre pair.

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 17

    17

    Notation :On note le plus grand degr des sommets dun graphe par (G) et le plus

    petit degr des sommets par (G). Autrement dit :Gx

    Max

    d(x)=(G) etGx

    Min

    d(x)=(G)

    Application lexemple:

    (G) = Min [dG(A), dG(B), dG(C), dG(D), dG(E)] = Min [4, 4, 4, 2, 4] = 2

    (G) = Max [dG(A), dG(B), dG(C), dG(D), dG(E)] = Max [4, 4, 4, 2, 4] = 4

    Remarque :On appelle un sommet dont le degr est gal zro [dG(x)=0] un sommet isol

    et un sommet dont le degr est gal un [dG(x)=1] un sommet pendant.

    Exemple :Soit le graphe G=(X, U)suivant, et considrons les sommetsAet D:

    dG(A) =1 alors le sommetAest un sommet pendant. dG(D) =0 alors le sommet Dest un sommet isol.

    22 -- SS tt rruu cc tt uu rree dd uu nn gg rraa pp hh ee ::

    Considrons le rseau routier de lAlgrie G=(X, U)tel que :

    X reprsente lensemble des villes dAlgrie et U reprsente lensemble desroutes nationales et dpartementales algriennes.

    a) Soit A X, lensemble des villes de la wilaya de Tizi_Ouzou et UAlensemble desroutes reliant ces villes. On dfinit ainsi le graphe GA= (A, UA), ditsous-graphedeG, reprsentant lensemble du rseau routier de la wilaya de Tizi_Ouzou.

    b)Soit W U, lensemble des routes dpartementales Algriennes. On dfinitainsi le graphe GW=(X, W), dit graphe partiel de G reprsentant les routes

    dpartementales Algriennes.

    A

    E

    B

    D

    C

    (G)

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 18

    18

    c)Soient UA lensemble des routes reliant les villes de la wilaya de Tizi_Ouzou(nationales et dpartementales) et W lensemble des routes dpartementales

    algriennes. On dfinit ainsi le graphe GA,W=(A

    ,WUA), ditsous-graphe partielde Greprsentant lensemble des routes dpartementales de la wilaya de Tizi-

    Ouzou.

    Exemple :Soit le graphe dEuler G=(X, U):

    Soient A= {A, D, C}etW= {e1, e2, e5}

    a)Le sous-graphe engendr par Aest le graphe GA= (A, EA), avec EA={e2, e3, e5, e7}

    b)Le graphe partiel engendr parWest :

    e7

    e6

    e5

    e4

    e3

    e2

    e1

    A

    B

    C

    D

    e7e5

    e3

    e2A

    C

    D

    e5

    e2

    e

    A

    B

    C

    D

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 19

    19

    c)Le sous-graphe engendr parAetWest :

    33 -- LL ee ss gg rraa pp hh ee ss pp aa rrtt ii cc uu ll ii ee rrss ::

    3 .1. Grap h e co mp le t :

    On appelle graphe completun graphe dont tous les sommets sont adjacents.

    Exemple :

    Les sommets x1 et x3 dans le graphe (G1)ne sont pas adjacents, le graphe est

    donc non complet.

    Les sommets du graphe (G2) sont tous adjacents, do le graphe (G2) estcomplet.

    Si un graphe Gest simple et complet, dordre n, on le note Kn.

    Exemple :

    e5

    e2

    A

    C

    D

    x2

    x1

    x3

    x4

    (G1)

    x2

    x1

    x3

    x4

    (G2)

    x2

    x1

    x3

    x1

    x2

    x3

    x4

    K3 K4

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 20

    20

    3 .2. Grap h e co mp lmen ta ire :

    A un graphe simple G=(X, U), on peut dfinir un graphe complmentaire

    ),( ____ UXG comme suit : UuUu __

    Cest dire : une arrte (arc) appartient au graphe complmentaire (__

    G ) si

    elle nappartient pas au graphe initial G

    Exemple :On considre le graphe simple suivant :

    Son graphe complmentaire (__

    G ) est :

    Consquence :__

    GG est un graphe simple complet, donc un Kn

    Appl ica ti on :Quatre runions sont programmer dans une administration auxquelles

    participent 7 responsables de services. Chaque responsable peut participer

    plusieurs runion comme lindique le tableau suivant:

    x1

    x3

    x2

    x4

    (G)

    x1

    x3

    x2

    x4

    (__

    G )

    G G =k4

    x1

    x3

    x2

    x4

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 21

    21

    Les par ti cipants Les confrencesR1 C1, C2, C3

    R2 C2, C4R3 C2, C4R4 C1, C2R5 C1, C3R6 C1, C3R7 C2, C4

    On associe cette situation le graphe non orient G=(X, E)tel que :

    X: lensemble des sommets reprsentant les confrences X= {Ci/i=1 7} E: lensemble des artes, deux sommets sont relis par une arrte si elle ne

    peuvent pas avoir lieu au mme temps.

    Les confrences 1, 2 et 3 ne

    peuvent pas avoir lieu au mme

    moment

    Le graphe complmentaire (__

    G ) du graphe Gdtermine les confrences qui

    peuvent avoir lieu au mme moment.

    La confrence C1 peut avoir lieu au

    mme moment que la confrence C4, mais

    ne peut pas avoir lieu la fois avec la

    confrence C3

    3 .3. Grap h e p la n aire :

    Un graphe est dit planairesi on peut le dessiner sur un plan de telle faon

    que les artes ne se coupent pas, en dehors de leurs extrmits.

    Ce type de graphe est particulirement utilis dans les problmes de circuits

    imprims (ces circuits, construits sur des surfaces planes, constituent actuellement

    l'une des limitations des dveloppements de l'informatique).

    (G)C1 C2

    C4C3

    C1C2

    C4 C3

    (__

    G )

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 22

    22

    Exemple :

    Dfinitions : Unefacedun graphe planaire est une rgion du plan limit par des artes de

    telle sorte que deux points arbitraires dans cette rgion relis par une arte ne

    rencontrent ni sommet, ni arte.

    La frontire dune face est lensemble des artes qui lentourent. Une face infinie est une face illimite, elle nadmet pas de contour et elle est

    unique. Les autres faces sont finies.

    Deux faces sont dites adjacentes si leurs frontires ont une arte commune. Remarque :

    Les graphes planaires vrifient la formule X+ F = E+ 2, tel que :

    F est le nombre de faces (ou rgions),X le nombre de sommets, et E le nombredartes.

    Exemple :

    On considre le graphe

    planaire G suivant, correspondant

    une carte gographique :

    x1

    x2

    x4

    x3x1

    x2

    x4

    x3

    Larte (x2x4)peut treredessine de telle faon

    que le graphe soit planaire.

    x5

    x1

    x3

    x2

    x4

    D

    C

    BA

    e1e2

    e4

    e3

    e5

    e7

    e8

    e6(G)

    E

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 23

    23

    A, B, Cet Dsont des faces finies. Eest la face infinie. Les artes e1, e2et e3sont les frontires de la face A. Les facesA et Bsont adjacentes.

    3 .4. Grap h e b ip art i :

    Un graphe est bipartisi lensemble de ses sommets peut tre rparti en deux

    classes X1 et X2 telles que, deux sommets de la mme classe ne soient pas

    adjacents. On le note G= (X1, X2, U). Avec : X1X2= X

    X1X2=

    Exemple :

    Remarque : Un graphe G est biparti complet, si tout sommet de X1est adjacent tout sommet de X2. Si de plus le graphe G est simple, alors G est un graphe simple biparti -complet, on

    le note Kp .qavec X1=p et X2=q

    Exemple :

    Considrons le graphe Gsuivant :

    Le graphe Gest un graphesimple biparti-complet,

    il est un K3. 2

    x1

    x2

    x3

    x4x5

    G =(X .U )

    x2

    x4

    x5

    x1

    x3

    X1 X2

    G= (X1, X2, U)est biparti

    x1

    x2

    x3

    x4

    x6

    (G)

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 24

    24

    Exemple :Dans un atelier comportant cinq ouvriers o chacun peut effectuer de 1 4

    tches, on reprsente les possibilits daffectation des ouvriers aux diffrentes

    tches par le graphe biparti (G1):

    Si chaque ouvrier peut effectuer toutes les tches, on obtiendra dans ce cas un

    graphe simple biparti-complet (G2).

    O1

    O2

    O3

    O4

    O5

    T1

    T 2

    T3

    T4

    (G1)

    (G2)

    O1

    O2

    O3

    O4

    O5

    T1

    T 2

    T3

    T4

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    Leon 1:Concepts fondamentaux de la thorie des g raphes 25

    25

    44 -- AA ll gg oo rrii tt hh mm ee dd ee KK -- cc oo ll oo rraa tt ii oo nn dd uu nn gg rraa pp hh ee ::

    Le principe :On appelle K-coloration dun graphe G=(X, E) une partition de

    lensemble des sommets Xde Gen K-classes (X1, X2, , Xk), de telle faon que

    deux sommets dune mme classe ne soient pas adjacents, et les sommets dune

    classe sont coloris de la mme couleur. Autrement dit, deux sommets

    adjacents nont pas la mme couleur.

    Le procd :On commence par tablir une liste ordonne des sommets (ordonner les

    sommets suivant l'ordre dcroissant de leur degr)

    Tant quil reste des sommets colorier, excuter les actions suivantes :

    1.Choisir une nouvelle couleur appele couleur d'usage;2.Chercher dans la liste des sommets le premier sommet non color et le

    colorer avec la couleur d'usage ;

    3.Examiner tour tour, dans lordre de la liste, tous les sommets non coloriset ; colorier chaque sommet non adjacent un sommet dj color avec la

    couleur dusage.

    Remarque :On appelle le nombre chromatique dun graphe G, le nombre minimum pour

    lequel le graphe G est K-coloriable. On le note par (G). Si(G)=2, le graphe estbiparti.

    Appl ica ti on:Soit le graphe G=(X, E)suivant :

    (G)

    x1x2

    x5

    x3 x4

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    1. On commence par tablir une liste ordonne des sommets suivant l'ordredcroissant de leur degr soit : x1- x3- x4- x5- x2.

    2. Colorier le sommet x1 par lacouleur verte (V), puischerchons dans lordre de la

    liste, le sommet non color, qui

    nest adjacent aucun sommet

    color avec la couleur verte,

    soit le sommet x4.

    La liste ordonne devient

    comme suit : x3- x5- x2

    3.Colorons le sommet x3 par lacouleur Rouge (R), puis

    cherchons dans lordre de la

    liste, le sommet non color, qui

    nest adjacent aucun sommet

    color avec la couleur rouge,

    soit le sommet x5.

    La liste ordonne devient

    comme suit : x3

    4.Il reste le sommet x3, colorons-le avec la couleur Bleu (B)Le graphe Gest 3-coloriable, donc il peut tre partitionn en 3 classes :X1={x1, x4}; X2={x2, x5}; X3={x3}.

    Le nombre minimum de couleurs est de 3, alors (G)=3. Le graphe G

    devient :

    V

    V

    (G

    x1x2

    x5

    x3x4

    B

    R

    R

    V

    V

    (G)

    x1x2

    x5

    x3x4

    X3X2X1

    1

    2

    4 5

    3

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    EE xx ee rr cc ii cc ee ss

    Concepts fondamentaux de la thorie des graphes

    LL eess ssooll uutt iioonnss ssoonntt ddoonnnn eess ll aa ffiinndduull iivvrree

    Exercice 1 :

    Problme pos :Dans une partie de jeu dchec, le joueur a effectu les dplacements suivants

    pour son cavalier : b1- a3b5c3a4c3d5

    Reprsenter les dplacements du cavalier par un graphe orient.

    Exercice 2 :

    Problme pos :Le tableau ci-dessous donne les liaisons internes assures par diffrentes

    compagnies dAIR ALGERIE au 30 dcembre2001.

    Alger Bejaia Annaba Oran Constantine Tamanrasset

    AlgerBejaia

    Annaba

    OranConstantine

    Tamanrasset

    1. Reprsenter les diffrentes liaisons par un graphe2. Dterminer les destinations des vols partant de Annaba.

    Indication :Le signe signifie quil ya un vol entre les deux villes.

    Notation :1 : Alger, 2 : Bejaia, 3 : Annaba, 4 : Oran, 5 : Constantine, 6 : Tamanrasset

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    Exercice 3 :

    Problme pos :Le tableau suivant reprsente lintervention de 5 arbitres dans un tournoi,

    6 rencontres sont programmes pour la premire journe

    Arbitres A1 A2 A3 A4 A5Rencontre M1- M 2 M3-M4 - M2 M5 - M-4- M6 M1-M3 M6- M5

    Reprsenter la programmation du droulement des rencontres de la

    premire journe par un graphe.

    Indication :Deux sommets sont relis par une arte si les rencontres correspondantes

    peuvent se drouler au mme moment.

    Exercice 4 : (Non corrig)

    Problme pos :Reprsenter les situations ci-dessous laide dun graphe :

    1. On considre un cube ; un sommet est associ une face du cube etdeux sommets sont relis par une arte si les faces correspondantes

    ont une arte commune ;

    2. Les sommets du graphe sont tous les sous-ensembles deux lmentsde {1, 2, 3, 4}; deux sommets sont relis si leur intersection est non

    vide ;

    3. Comparer les deux graphes dfinis ci-dessus.Exercice 5 : (Non corrig)

    Problme pos :Une ligue de football comporte 5 quipes.

    1. Il est dcid par le bureau de la ligue que lors dun week-enddentranement, chaque quipe jouera quatre matches.

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    Faire un planning des rencontres sachant que deux quipes ne peuvent

    pas se rencontrer plus dune fois ?

    2. Le calendrier tant trop charg, les organisateurs dcident que chaquequipe ne jouera que trois matches. Comment l'organiser ?

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    Exercice 6 :

    Problme pos :Peut-on tracer le graphe correspondant au tableau suivant ?

    xi x1 x2 x3 x4d+G (xi) 0 2 1 4

    d-G(xi) 2 1 3 0

    Exercice 7 :

    Problme pos :On dfinit une relation Rsur lensemble des 9 premiers entiers naturels

    non nuls comme suit :

    x R y xest un diviseur de y

    1. Reprsenter cette relation par un graphe orient.2. Dterminer partir du graphe lensemble des nombres pairs et

    lensemble des nombres premiers.

    Exercice 8 : (Non corrig)

    Problme pos :Donner des exemples dont linterprtation est sous forme de graphes.

    Exercice 9 :

    Problme pos :Rpondre par vrai (V) ou faux (F)

    1)Lordredun graphe est gal au:a.Nombre de sommet du graphe

    b.Nombre darcs du graphec. Degr maximum des sommets du graphed.

    Degr minimum des sommets du graphe

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    2)Tout arc dun graphe contient:a. Une extrmit initiale

    b. Une extrmit terminalec. Deux extrmits initiales et une extrmit terminaled. Une extrmit initiale et une extrmit terminale

    3)Une boucle est un arc donta. Lextrmit initiale et terminale concident

    b. Lextrmit initiale et terminale sont diffrentes4)La multiplicit dun graphe est dfinie par

    a. Le nombre darcs du grapheb. Le nombre de sommets du graphec. Le nombre maximal darcs ayant la mme extrmit initiale et la

    mme extrmit terminale

    d. Le degr maximum des sommets du graphee. Le degr minimum des sommets du graphef. Le nombre maximum darcs ayant la mme extrmit initialeg. Le nombre darcs ayant la mme extrmit terminale

    5)Un sommet y est un prdcesseur dun sommet x si:a. Il existe un arc u tel que u= (x, y)

    b. Il existe un arc u tel que u =(y, x)c. Il nexiste pas darcs u tels que u=(y, x)

    6)Un sommet y est un successeur dun sommet x si a. Il existe un arc u tel que u= (x, y)

    b. Il existe un arc u tel que u =(y, x)c. Il nexiste pas darcs u tels que u=(y, x)

    7)Un sommet y est un voisin dun sommet x si a. Il existe un arc u tel que u= (x, y)

    b. Il existe un arc u tel que u =(y, x)c. Il nexiste pas darcs u tels que u=(y, x)d. Il existe un arc u tel que u =(x, y) ou u = (y, x)

    8)Le demi-degr extrieur dun sommet xesta. La somme des arcs ayant xcomme extrmit terminale

    b. La somme des arcs ayant xcomme extrmit initialec. La somme des arcs nayant aucune relation avec le sommet xd.

    La somme des arcs ayant xcomme extrmit initiale et terminale.

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    9)Le demi-degr intrieur dun sommet xesta. La somme des arcs ayant le sommet xcomme extrmit terminale

    b. La somme des arcs ayant le sommet xcomme extrmit initialec. La somme des arcs nayant aucune relation avec le sommet xd. La somme des arcs ayant le sommet x comme extrmit initiale et

    terminale

    10)Le degr dun sommet x esta. La somme des arcs ayant le sommet xcomme extrmit terminale

    b. La somme des arcs ayant le sommet xcomme extrmit initialec. La somme des arcs nayant aucune relation avec le sommet xd. La somme des arcs ayant le sommet x comme extrmit initiale et

    terminale.

    e. La somme des arcs ayant le sommet xcomme extrmit initiale outerminale