Modéliser des relations : sommets, arêtes, distances
CoursQu'est-ce qu'un graphe ?
Un graphe représente des relations entre des objets :
les objets sont les sommets du graphe ;
si deux objets sont en relation, leurs sommets sont reliés par une arête.
Réseau routier (villes et routes), réseau social (personnes et amitiés), plan de métro (stations et lignes) : ce sont des graphes.
ExercicesModéliser
EX 39Je m'entraîne🌶️prise en main
Exercice 39 — Le lotissement
Un lotissement est divisé en parcelles. Deux parcelles sont voisines si elles ont une frontière commune (pas seulement un coin).
Le lotissement.
Dessine le graphe de voisinage : un sommet par parcelle, une arête entre deux parcelles voisines.
Indice
Fais la liste des voisins de chaque parcelle avant de dessiner. Attention à B : touche-t-elle D ?
📝 réponses dans ton compte rendu, exercice 39
EX 40Je m'entraîne🌶️🌶️application
Exercice 40 — Le lotissement change
Le propriétaire de la parcelle B achète un bout de la parcelle C, tandis que la parcelle F est séparée en deux (F et G).
Le nouveau lotissement.
Dessine le nouveau graphe de voisinage. Quelles arêtes ont disparu ? Lesquelles sont apparues ?
Indice
B occupe maintenant toute la largeur : elle sépare A de C.
📝 réponses dans ton compte rendu, exercice 40
CoursLe vocabulaire des graphes
Le graphe d'exemple.
Mot
Définition
Exemple sur le graphe
adjacents
deux sommets reliés par une arête
A et B
chaîne
suite de sommets reliés deux à deux par des arêtes
C–A–B–E
longueur d'une chaîne
nombre d'arêtes de la chaîne
C–A–B–E a pour longueur 3
distance entre deux sommets
longueur de la plus courte chaîne qui les relie
distance de A à E : 2
excentricité d'un sommet
plus grande distance entre ce sommet et les autres
voir exercice 42
diamètre du graphe
plus grande des excentricités
rayon du graphe
plus petite des excentricités
centre du graphe
sommet(s) dont l'excentricité est égale au rayon
Vigilance
La distance est la longueur de la chaîne la plus courte ; l'excentricité est la plus grande de ces distances. On mélange souvent les deux.
ExercicesUtiliser le vocabulaire
EX 41Je m'entraîne🌶️prise en main
Exercice 41 — Des chaînes
Donne une autre chaîne que C–A–B–E qui relie C à E. Quelle est sa longueur ?
Donne une chaîne reliant F à G. Est-ce la plus courte ?
Quelle est la distance entre F et G ?
Indice
Le sommet G n'a qu'un seul voisin : toute chaîne vers G passe par lui.
📝 réponses dans ton compte rendu, exercice 41
EX 42Je m'entraîne🌶️🌶️application
Exercice 42 — Le tableau des distances
Recopie et complète le tableau des distances entre les sommets du graphe d'exemple, puis la colonne des excentricités.
A
B
C
D
E
F
G
Excentricité
A
0
B
0
C
0
D
0
E
0
F
0
G
0
Déduis-en le diamètre, le rayon et le centre du graphe.
Indice 1
Le tableau est symétrique : la distance de A à B est la même que de B à A.
Indice 2
Pour chaque ligne, l'excentricité est le plus grand nombre de la ligne.
📝 réponses dans ton compte rendu, exercice 42
EX 43Je m'entraîne🌶️🌶️application
Exercice 43 — Cas d'école : une famille
Un réseau social est formé par une famille de 5 personnes : deux membres quelconques de la famille sont toujours en contact.
Trace le graphe correspondant (sommets A à E). Un tel graphe, où tous les sommets sont reliés deux à deux, est dit complet.
Donne le diamètre, le rayon et le centre de ce graphe.
Une personne de la famille (au choix) est aussi en contact avec quelqu'un d'extérieur (F), qui ne connaît qu'elle. Donne le diamètre, le rayon et le centre du nouveau graphe.
Indice
Dans un graphe complet, toutes les distances valent 1.
📝 réponses dans ton compte rendu, exercice 43
EX 44Je m'entraîne🌶️🌶️🌶️plusieurs étapes
Exercice 44 — Cas d'école : deux familles
Deux familles, l'une de 5 personnes (A à E), l'autre de 4 personnes (F à I), sont chacune représentées par un graphe complet. Elles sont en contact par deux de leurs membres : A et F.
Donne le diamètre, le rayon et le centre de ce graphe.
Que deviennent ces résultats si on ajoute une arête entre B et F ?
Même question si, à la place de l'arête A–F, les deux familles ne sont en contact que par un intermédiaire J, qui connaît A et F.
Indice
Calcule d'abord l'excentricité de A, puis celle de B (qui doit passer par A pour atteindre l'autre famille).
📝 réponses dans ton compte rendu, exercice 44
Synthèse
Un graphe : des sommets et des arêtes.
Distance = longueur de la plus courte chaîne.
Excentricité d'un sommet = sa plus grande distance aux autres.
Diamètre = plus grande excentricité ; rayon = plus petite ; centre = sommets d'excentricité égale au rayon.