Théorie topologique des graphesEn mathématiques, la théorie topologique des graphes est une branche de la théorie des graphes . Elle étudie entre autres les plongements de graphes dans des surfaces, les graphiques en tant qu'espaces topologiques ainsi que les immersions de graphes. Un plongement d'un graphe dans une surface donnée, une sphère par exemple, est une façon de dessiner ce graphe sur cette surface sans que deux arêtes se croisent. Un problème fondamental de la théorie topologique des graphes, souvent présenté comme un casse - tête mathématique, est le problème des trois chalets.
Graphe toroïdalright|frame| Un graphe plongé sur le tore de telle façon que les arêtes ne se coupent pas. En mathématiques, et plus précisément en théorie des graphes, un graphe G est toroïdal s'il peut être plongé sur le tore, c'est-à-dire que les sommets du graphe peuvent être placés sur le tore de telle façon que les arêtes ne se coupent pas. En général dire qu'un graphe est toroïdal sous-entend également qu'il n'est pas planaire.
Nombre de croisements (théorie des graphes)vignette| Une représentation du graphe de Heawood avec trois croisements. C'est le nombre minimum de croisements parmi toutes les représentations de ce graphe, qui a donc un nombre de croisements . En théorie des graphes, le nombre de croisements d'un graphe G est le plus petit nombre d'intersections d'arêtes d'un tracé du graphe G. Par exemple, un graphe est planaire si et seulement si son nombre de croisements est nul. La détermination du nombre de croisements tient une place importante dans le tracé de graphes.
Book embeddingIn graph theory, a book embedding is a generalization of planar embedding of a graph to embeddings in a book, a collection of half-planes all having the same line as their boundary. Usually, the vertices of the graph are required to lie on this boundary line, called the spine, and the edges are required to stay within a single half-plane. The book thickness of a graph is the smallest possible number of half-planes for any book embedding of the graph. Book thickness is also called pagenumber, stacknumber or fixed outerthickness.
Fáry's theoremIn the mathematical field of graph theory, Fáry's theorem states that any simple, planar graph can be drawn without crossings so that its edges are straight line segments. That is, the ability to draw graph edges as curves instead of as straight line segments does not allow a larger class of graphs to be drawn. The theorem is named after István Fáry, although it was proved independently by , , and . One way of proving Fáry's theorem is to use mathematical induction.
Test de planaritéEn théorie des graphes, le problème du test de planarité est le problème algorithmique qui consiste à tester si un graphe donné est un graphe planaire (c'est-à-dire s'il peut être dessiné dans le plan sans intersection d'arêtes). Il s'agit d'un problème bien étudié en informatique pour lequel de nombreux algorithmes pratiques ont été donnés, souvent en décrivant de nouvelles structures de données. La plupart de ces méthodes fonctionnent en temps O(n) (temps linéaire), où n est le nombre d'arêtes (ou de sommets) du graphe, ce qui est asymptotiquement optimal.
Tracé de graphesEn théorie des graphes, le tracé de graphes consiste à représenter des graphes dans le plan. Le tracé de graphes est utile à des applications telles que la conception de circuits VLSI, l'analyse de réseaux sociaux, la cartographie, et la bio-informatique. Les graphes sont généralement représentés en utilisant des points, disques ou boites pour représenter les sommets, et des courbes ou des segments pour représenter les arêtes. Pour les graphes orientés, on utilise habituellement ses flèches en bout d'arête pour représenter l'orientation.
Forbidden graph characterizationIn graph theory, a branch of mathematics, many important families of graphs can be described by a finite set of individual graphs that do not belong to the family and further exclude all graphs from the family which contain any of these forbidden graphs as (induced) subgraph or minor. A prototypical example of this phenomenon is Kuratowski's theorem, which states that a graph is planar (can be drawn without crossings in the plane) if and only if it does not contain either of two forbidden graphs, the complete graph K_5 and the complete bipartite graph K_3,3.
Linkless embeddingIn topological graph theory, a mathematical discipline, a linkless embedding of an undirected graph is an embedding of the graph into three-dimensional Euclidean space in such a way that no two cycles of the graph are linked. A flat embedding is an embedding with the property that every cycle is the boundary of a topological disk whose interior is disjoint from the graph. A linklessly embeddable graph is a graph that has a linkless or flat embedding; these graphs form a three-dimensional analogue of the planar graphs.
Graphe de HeawoodEn théorie des graphes, le graphe de Heawood est un graphe cubique symétrique possédant 14 sommets et 21 arêtes. Il doit son nom à Percy John Heawood, un mathématicien britannique né en 1861 et mort en 1955. Le graphe de Heawood est une (3,6)-cage, c'est-à-dire un graphe minimal en nombres de sommets ayant une maille de 6 et étant cubique. En fait, il s'agit de l'unique (3,6)-cage et sa taille coïncide avec la borne de Moore, une borne inférieure sur le nombre de sommets que peut avoir une cage.
Graphe cubiqueEn théorie des graphes, une branche des mathématiques, un graphe cubique est un graphe régulier de degré 3. En d'autres termes, c'est un graphe dans lequel il y a exactement trois arêtes incidentes à chaque sommet. Le graphe complet K4 est le plus petit graphe cubique. Le graphe biparti complet K3,3 est le plus petit graphe cubique non-planaire. Le graphe de Petersen est le plus petit graphe cubique de maille 5. Le graphe de Heawood est le plus petit graphe cubique de maille 6.
Énigme des trois maisonsL'énigme des trois maisons, aussi appelée l'énigme de l'eau, du gaz et de l'électricité, est un jeu mathématique dont l'analyse utilise un théorème de topologie ou de théorie des graphes. Ce problème n'a pas de solution. Georges Perec le cite en 1978 dans son livre Je me souviens : . Cette énigme est déjà posée par Henry Dudeney en 1917 dans son livre Amusements in mathematics. Il précise qu'. Celle de l'article en est une, qu'il appelle eau, gaz, et électricité.
Graphe planaireDans la théorie des graphes, un graphe planaire est un graphe qui a la particularité de pouvoir se représenter sur un plan sans qu'aucune arête (ou arc pour un graphe orienté) n'en croise une autre. Autrement dit, ces graphes sont précisément ceux que l'on peut plonger dans le plan, ou encore les graphes dont le nombre de croisements est nul. Les méthodes associées à ces graphes permettent de résoudre des problèmes comme l'énigme des trois maisons et d'autres plus difficiles comme le théorème des quatre couleurs.
Théorème du séparateur planaireEn théorie des graphes, le théorème du séparateur planaire, stipule que tout graphe planaire peut être divisé en parties plus petites en supprimant un petit nombre de sommets. Plus précisément, le théorème affirme qu'il existe un ensemble de sommets d'un graphe à sommets dont la suppression partitionne le graphe en sous-graphes disjoints dont chacun a au plus sommets. Une forme plus faible du théorème séparateur avec un séparateur de taille au lieu de a été prouvée à l'origine par Ungar (1951), et la forme avec la borne asymptotique plus fine sur la taille du séparateur a été prouvée pour la première fois par Lipton & Tarjan (1979).
Mineur (théorie des graphes)La notion de mineur d'un graphe est un concept de théorie des graphes. Il a été défini et étudié par Robertson et Seymour dans une série d'articles intitulée Graph minors (I à XXIII), publiée dans le Journal of Combinatorial Theory entre 1983 et 2011. Soit un graphe non orienté fini. Un graphe est un mineur de s'il peut être obtenu en contractant des arêtes d'un sous-graphe de .
Homéomorphisme de graphesEn théorie des graphes, une branche des mathématiques, deux graphes et sont homéomorphes si l'on peut obtenir un même graphe en subdivisant certaines de leurs arêtes. Deux graphes sont homéomorphes si et seulement si leurs représentations graphiques usuelles (avec des segments de droites reliant les sommets entre eux) sont homéomorphes au sens que ce mot a en topologie. Subdivision La subdivision d'une arête conduit à un graphe contenant un nouveau sommet et où l'on a remplacé l'arête par deux nouvelles arêtes, et .
Coloration de graphethumb|Une coloration du graphe de Petersen avec 3 couleurs. En théorie des graphes, la coloration de graphe consiste à attribuer une couleur à chacun de ses sommets de manière que deux sommets reliés par une arête soient de couleur différente. On cherche souvent à utiliser le nombre minimal de couleurs, appelé nombre chromatique. La coloration fractionnaire consiste à chercher non plus une mais plusieurs couleurs par sommet et en associant des coûts à chacune.
Invariant de grapheEn théorie des graphes, un invariant de graphe est une quantité qui n'est pas modifiée par isomorphisme de graphes. Un invariant de graphe ne dépend donc que de la structure abstraite et pas des particularités de la représentation comme l'étiquetage ou le tracé. De nombreux invariants sont conservés par certains préordres ou ordres partiels naturels sur les graphes : Une propriété est monotone si elle est héritée par les sous-graphes. Le caractère biparti, sans triangle, ou planaire sont des exemples de propriétés monotones.
Wagner's theoremIn graph theory, Wagner's theorem is a mathematical forbidden graph characterization of planar graphs, named after Klaus Wagner, stating that a finite graph is planar if and only if its minors include neither K5 (the complete graph on five vertices) nor K3,3 (the utility graph, a complete bipartite graph on six vertices). This was one of the earliest results in the theory of graph minors and can be seen as a forerunner of the Robertson–Seymour theorem.
