Кіріспе
Толық графтың аралас ағаштарының саны математикада Кейли формуласы – граф теориясының Артур Кейли есімімен аталатын нәтижесі. Ол кез келген оң бүтін сан үшін, нөмірі белгіленген түйіндері бар ағаштардың саны болады. Бұл формула сондай-ақ нөмірі белгіленген түйіндері бар толық графтың аралас ағаштарының санын да есептейді.
In mathematics, Cayley's formula is a result in graph theory named after Arthur Cayley. It states that for every positive integer , the number of trees on labeled vertices is
The formula equivalently counts the number of spanning trees of a complete graph with labeled vertices .
Дәлел
Кейлидің ағаш формуласының көптеген дәлелдемелері белгілі. Формуланың бір классикалық дәлелі Кирхгоффтың матрицалық ағаш теоремасын пайдаланады, бұл теорема матрицаның детерминантын қолдана отырып, кез келген графтың өтетін ағаштарының санын анықтайды. Пруфер тізбектері Кейли формуласының биективті дәлелін ұсынады. Андре Джойалдың тағы бір биективті дәлелі, екі ерекше түйіні бар n түйіннен тұратын ағаштар мен максималды бағытталған псевдоормандар арасында бір-бірге сәйкес келуді анықтайды. Джим Питманның қос санау арқылы дәлелдеуі, n төбесі бар бос графқа қосылатын және одан тамырланған ағаш құратын бағытталған қабырғалардың әртүрлі тізбектерінің санын екі түрлі жолмен есептейді; қараңыз.
Тарих
Формула алғаш рет 1860 жылы Карл Вильгельм Борхардт тапқан, және детерминант арқылы дәлелденген. 1889 жылғы қысқаша хабарламасында Кейли бұл формуланы бірнеше жағынан, төбелердің дәрежелерін ескере отырып, кеңейтті. Ол Борхардттың бастапқы жұмысына сілтеме берсе де, "Кейли формуласы" деген атау бұл сала бойынша қалыпты стандартқа айналды.
Басқа қасиеттері
Кейли формуласы бірден n төбесі бар таңбаланған тамырлы ормандардың санын береді, атап айтқанда (n + 1)^(n − 1). Кез келген таңбаланған тамырлы орманды бір қосымша төбесі бар таңбаланған ағашқа айналдыруға болады, бұл n + 1 таңбалы төбесін қосып, оны орманның барлық ағаштарының тамырларына жалғастыру арқылы. Тамырланған ормандар мен тұрақтандыру функциялары тығыз байланысты, себебі n машинадағы тұрақтандыру функцияларының саны да (n + 1)^(n − 1)-ге тең. М. П. Шутценбергер 1968 жылы тамырланған ормандар мен тұрақтандыру функциялары арасындағы сәйкестік принципін берді.