矩陣及樹的最小樹
1.寫字母表示,組成矩陣的每乙個數,均稱為矩陣的元素,通常用小寫字母其元素表示,其中下標都是正整數,他們表示該元素在矩陣中的位置。比如,或表示乙個矩陣,下標表示元素位於該矩陣的第行、第列。
1 。矩陣:指由個數組成的乙個行列的矩形**,通常用大
其特殊矩陣有:零矩陣,單位矩陣,對稱矩陣,反對稱矩陣
2 。零矩陣:指元素全為零的矩陣.
單位矩陣:當乙個矩陣的行數與烈數相等時,該矩陣稱為乙個階方陣。對於方陣,從左上角到右下角的連線,稱為主對角線;而從左下角到右上角的連線稱為付對角線。
若乙個階方陣的主對角線上的元素都是 ,而其餘元素都是零,記為 。:
對稱矩陣:階方陣若滿足條件: ,則稱為對稱矩陣
反對稱矩陣:若滿足條件: ,則稱為反對稱矩陣。若設 ,則為對稱矩陣,當且僅當對任意的成立; 為反對稱矩陣,當且僅當對任意的成立。從而反對稱局針對角線上的元素必為零
3.特殊矩陣的性質:
(1 )對於任意矩陣 , 為階對稱矩陣;而為階對稱矩陣;
(2 )兩個同階(反)對稱矩陣的和,仍為(反)對稱矩陣;
(3 )如果兩個同階(反)對稱矩陣可交換,即 ,則它們的乘積必為對稱矩陣,即 。
4.如乙個階方陣的主對角線上(下)方的元素都是零,則稱為下(上)三角矩陣,例如, 是乙個階下三角矩陣,而則是乙個階上三角矩陣。
5.數與矩陣的乘法:
(1 ) ;
(2 ) ;
(3 ) ;
(4 )
6.矩陣的乘法:
設為距陣, 為距陣,則矩陣可以左乘矩陣 (注意:距陣德列數等與矩陣的行數),所得的積為乙個距陣 ,即 ,其中 ,並且 。
7.據真的乘法滿足下列運算律(假定下面的運算均有意義):
( 1)結合律: ;
( 2)左分配律: ;
( 3)右分配律: ;
( 4)數與矩陣乘法的結合律: ;
8、矩陣的轉置 :
定義:設為矩陣,我們定義的轉置為乙個矩陣,並用表示的轉置,即: 。矩陣的轉置運算滿足下列運算律:
9.(1 ) ;
(2 ) ;
(3 ) ;
(4 ) 。
二、樹、支撐樹、最小樹等相關概念及性質
1、定義
樹:無圈的連通圖即為樹
支撐樹:如果樹t=(v, )是圖g=(v,e)的支撐圖(生成子圖)則稱樹t=(v, )為圖g的支撐樹
最小樹:在乙個具有幾個頂點的連通圖g中,如果存在子圖g'包含g中所有頂點和一部分邊,且不形成迴路,則稱g'為圖g的生成樹,代價最小生成樹則稱為最小生成樹。
2、(1)樹的性質
性質1:任何樹中必存在次為1的點。
性質2:n個頂點的樹必有n-1條邊。
性質3:樹中任意兩個頂點之間,恰有且僅有一條鏈。
性質4:樹連通,但去掉任一條邊,必變為不連通。
性質5:樹無迴圈,但不相鄰的兩點之間加一條邊,恰得到乙個圈。
(2)最小樹相關性質
最小生成樹性質:設g=(v,e)是乙個連通網路,u是頂點集v的乙個真子集。若(u,v)是g中一條「乙個端點在u中(例如:
u∈u),另乙個端點不在u中的邊(例如:v∈v-u),且(u,v)具有最小權值,則一定存在g的一棵最小生成樹包括此邊(u,v)。
定理1. 圖中任乙個點 i ,若 j 是與 i 相鄰點中距離最近的,則邊 [ i , j ] 一定包含在該圖的最小部分樹中。
推論. 把圖的所有點分成 v 和兩個集合,則兩集合之間連線的最短邊一定包含在最小部分樹內。
三、最小生成樹演算法及其應用(比拳法、破圈法)
避圈法、
求最小生成樹的方法有:破圈法和避圈法
破圈法:
1.在給定的賦權的連通圖上任意找乙個圈。
2.在所找的圈中去掉一條權數最大的邊(如果有倆條或倆條以上的邊都是權數最大的邊,則任意去掉其中一條。
3.如果所餘下的圖已不含圈,則計算結束。所餘下的圈即為最小生成樹,否則返回第一步。
破圈法:任取一圈,去掉圈中最長邊,直到無圈。
邊數=n-1=5
得到最小數:
min c(t)=15
避圈法:
(一)1.在所有各邊中找到邊權最小的一條,將其作為最小部分樹中的第一邊;在剩餘的邊中,仍然找到邊權最小的作為最小部分樹的第二條邊;
2.在剩餘的邊中,找到邊權最小的邊,檢視其是否與前面的邊形成圈,如果沒有,則在最小部分樹中新增該邊,如果形成了圈,則不再考慮該邊;
3.重複進行第二步,直到找到第 n-1 條邊為止。(因為有 n 個頂點的樹中一定有 n-1 條邊)
加邊法:
去掉圖中所有邊,得到n個孤立點;然後加邊。加邊的原則為:從最短邊開始新增,加邊的過程中不能形成圈,直到點點連通(即n-1條邊)。
.min c(t)=15
應用:避圈法求最小數
min=1+4+9+3+17+23=57
矩陣及運算
本章主要掌握以下內容 1 矩陣的逆矩陣定義,存在條件及求法,靈活運用公式 a 1 a a 0 2 矩陣和其伴隨矩陣的關係式 a a a a a e 伴隨矩陣的求法.3 矩陣的加法 減法 乘法,轉置及方陣的行列式計算 4 幾個特殊的分塊矩陣的逆矩陣 結果可以直接利用,如果記不住的話,可以再推導一遍 5...
最小生成樹實驗報告
最小生成樹演算法的設計與實現 一 實驗目的 1 根據演算法設計需要,掌握連通網的靈活表示方法 2 掌握最小生成樹演算法,如prim kruskal演算法 3 基本掌握貪心演算法的一般設計方法 4 進一步掌握集合的表示與操作演算法的應用.二 預習與參考 1 認真閱讀演算法設計教材和資料結構教材內容,熟...
特殊矩陣總結
常用的產生通用特殊矩陣的函式有 zeros 產生全0矩陣 零矩陣 ones 產生全1矩陣 么矩陣 eye 產生單位矩陣 rand 產生0 1間均勻分布的隨機矩陣 randn 產生均值為0,方差為1的標準正態分佈隨機矩陣 zeros m 產生m m零矩陣 zeros m,n 產生m n零矩陣。當m n...