Кіріспе
Графтар теориясының математикалық саласының бір тармағы – графтарды ендіруді зерттеу. Математикада топологиялық графтар теориясы – графтар теориясының бір тармағы болып табылады. Ол графтарды беттерге ендіру, графтардың кеңістіктегі орналасуын және графтарды топологиялық кеңістіктер ретінде зерттейді. Сондай-ақ, графтарды суға батыруды да зерттейді. Графты бетке ендіру дегеніміз – графты бетке, мысалы, сфераға екі қабырғасы қиыспай сызуды білдіреді. Негізгі ендіру мәселесі математикалық жұмбақ ретінде көбінесе «үш пайдалы құрал» мәселесі түрінде ұсынылады. Электрондық схемаларды басып шығаруда да қолданылады, онда мақсат – екі қосылымның қиысып, қысқа тұйықталуға себеп болмайтындай, схеманы (графты) схема тақтасына (бетке) басып шығару (ендіру) болып табылады.
the study of graph embeddings
In mathematics, topological graph theory is a branch of graph theory. It studies the embedding of graphs in surfaces, spatial embeddings of graphs, and graphs as topological spaces. It also studies immersions of graphs. Embedding a graph in a surface means that we want to draw the graph on a surface, a sphere for example, without two edges intersecting. A basic embedding problem often presented as a mathematical puzzle is the three utilities problem. Other applications can be found in printing electronic circuits where the aim is to print (embed) a circuit (the graph) on a circuit board (the surface) without two connections crossing each other and resulting in a short circuit.
Топологиялық кеңістік ретінде графиктер
Бағытталмаған графикке біз абстрактілік симплициалды кешенді C-ді, әр төбесі үшін бір элементті жиынтықпен және әр қабырғасы үшін екі элементті жиынтықпен байланыстыра аламыз. Кешеннің геометриялық жүзеге асырылымы |C| әр қабырға үшін [0,1] бірлік аралығының көшірмесінен тұрады, осы аралықтардың соңғы нүктелері төбелерде біріктіріледі. Осы тұрғыдан алғанда, графиктердің бетке енуі немесе басқа графиктердің бөлінулері – топологиялық енудің екі мысалы, графиктердің гомеоморфизмі – топологиялық гомеоморфизмнің ерекше жағдайы, байланысты график ұғымы топологиялық байланысқа сәйкес келеді, ал байланысты график ағаш болады, егер және тек оның негізгі тобы тривиалды болса. Графиктермен байланысты басқа симплициалды кешендерге Уитни кешені немесе клика кешені жатады, олар графиктің әр кликасы үшін жиынтықтан тұрады, сондай-ақ, графиктің әр сәйкестігі үшін жиынтықтан тұратын сәйкестік кешені (әлдебір балама ретінде, сызықтық графиктің толықтығының кликалық кешені). Толық екі бөлікті графиктердің сәйкестік кешені шахмат тақтасы кешені деп аталады, себебі оны шахмат тақтасындағы бір-бірін шаппайтын ладьялар жиынтығы ретінде де сипаттауға болады.
Үлгілік зерттеулер
Джон Хопкрофт пен Роберт Таржан графтың жазықтығын тексеру тәсілін жасады, бұл олардың алгоритмі жиектер санына пропорционал уақытта істеуге мүмкіндік берді. Олардың алгоритмі мұны "пальма ағашы" деп аталатын графтық бейнелеу құрастыру арқылы іске асырады. Графты сызу үшін тиімді жазықтық тексеруі маңызды болып табылады. Фан Чунг және авторлар тобы графты кітапқа орналастыру мәселесін зерттеді, графтың төбелері кітаптың омырғасы бойындағы түзу сызықта орналасқан. Оның жиектері бір беттегі жиектер қиыспауы үшін әрқайсысы жеке беттерге салынған. Бұл мәселе көп қабатты баспалы тізбек тақталарын маршруттауда туындайтын орналасу мәселелерін абстракциялайды. Графтық бейнелеулер, сондай-ақ, графтар туралы құрылымдық нәтижелерді дәлелдеу үшін, граф кіші теориясы және граф құрылымы теоремасы арқылы қолданылады.