7. 一个有 n 个顶点和 n 条边的无向图一定是( )。A. 连通的B. 不连通的C. 无环的D. 有环的
A. 连通的
B. 不连通的
C. 无环的
D. 有环的
题目解答
答案
解析
本题考察无向图的基本性质,包括顶点数、边数与连通性、环的关系。
关键分析
无向图中,树是连通且无环的图,其边数恰好比顶点数少1,即树的边数=顶点数-1(记为 $m = n-1$)。
若图的边数 $m = n$(比树多一条边)),则根据树中添加任意一条边都会形成环(因为新边连接两个已有路径的顶点,构成闭合回路)。
选项验证(不连通吗?)
反例:若图由一个三角形(3个顶点3条边,连通有环)和一个孤立点(1个顶点0边)组成,总顶点数 $n=4$,总边数 $m=3$,满足 $m=n-1$?不,这里 $n=4,m=3$是树加孤立点?哦不,题目是 $m=n$,比如 $n=4,m=4$:一个三角形(3顶点3边)加一条连接孤立点和三角形中一点的边(共4顶点4边),此时图是连通的(所有点都连在一起),但有环(三角形)。
再比如 \(一个辐射:一个顶点连三个叶子(树,4顶点3边),加一条叶子到叶子的边(4顶点4边),连通且有环。
有没有可能 $m=n$时不连通?比如两个分离的子图:一个子图是环(3顶点3边),$m_1=n_1$),另一个孤立点(1顶点0边,$m_2=0=n_2-1$),总 $n=4,m=3$,还是不够,要 $m=n=4$:两个分离子图,比如一个环(3顶点3边)加一个“树加一边”(2顶点2边,即两个点连两条边,形成环),总 $n=3+2=5,m=3+2=5$,此时图不连通(两个分离的环),但仍然有环(两个子图都有环)。
选项 A(一定连通吗?)
反例:上述“两个分离环”的情况:$n=5,m=5$,图不连通,但满足 $m=n$,故A错误。
选项 C(无环吗?)
树是无环的,但树的边数 $m=n-1 < n$,$m=n$时必有环,C错误。
选项 D(有环吗?)
根据树的性质,$m \geq n$时必有环(无向图中,若连通则 $m \geq n应n-1$,不连通则每个连通分支至少 $m_i \geq n_i-1$,总和 $m \geq n - k$,$k连通分支数),若 \( m=n$则 $n \geq n -k \Rightarrow k \geq 1$,但至少一个连通分支满足 $m_i \geq n_i$,该分支有环),故D正确。