Partie L6 · exercices 39 à 44

Les graphes

Modéliser des relations : sommets, arêtes, distances

CoursQu'est-ce qu'un graphe ?

Un graphe représente des relations entre des objets :

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).

A B C D E F
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).

A B C D E F 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

A C F D G B E
Le graphe d'exemple.
MotDéfinitionExemple sur le graphe
adjacentsdeux sommets reliés par une arêteA et B
chaînesuite de sommets reliés deux à deux par des arêtesC–A–B–E
longueur d'une chaînenombre d'arêtes de la chaîneC–A–B–E a pour longueur 3
distance entre deux sommetslongueur de la plus courte chaîne qui les reliedistance de A à E : 2
excentricité d'un sommetplus grande distance entre ce sommet et les autresvoir exercice 42
diamètre du grapheplus grande des excentricités
rayon du grapheplus petite des excentricités
centre du graphesommet(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

  1. Donne une autre chaîne que C–A–B–E qui relie C à E. Quelle est sa longueur ?
  2. Donne une chaîne reliant F à G. Est-ce la plus courte ?
  3. 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.

ABCDEFGExcentricité
A0
B0
C0
D0
E0
F0
G0

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.

  1. Trace le graphe correspondant (sommets A à E). Un tel graphe, où tous les sommets sont reliés deux à deux, est dit complet.
  2. Donne le diamètre, le rayon et le centre de ce graphe.
  3. 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.

  1. Donne le diamètre, le rayon et le centre de ce graphe.
  2. Que deviennent ces résultats si on ajoute une arête entre B et F ?
  3. 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.