Введение

Основная единица, из которой формируются графы.

В дискретной математике, и в частности в теории графов, вершина (множественное число – вершины) или узел является фундаментальной единицей, из которой формируются графы: ненаправленный граф состоит из множества вершин и множества рёбер (неупорядоченных пар вершин), а направленный граф – из множества вершин и множества дуг (упорядоченных пар вершин). На схеме графа вершина обычно изображается кругом с меткой, а ребро – линией или стрелкой, соединяющей две вершины. С точки зрения теории графов, вершины рассматриваются как не имеющие особенностей и неделимые объекты, хотя они могут иметь дополнительную структуру в зависимости от области применения графа; например, семантическая сеть – это граф, в котором вершины представляют понятия или классы объектов. Две вершины, образующие ребро, называются конечными точками этого ребра, а ребро называется инцидентным вершинам. Вершина w считается смежной с другой вершиной v, если граф содержит ребро (v, w). Окрестность вершины v – это индуцированный подграф графа, образованный всеми вершинами, смежными с v.

Типы вершин

Степень вершины, обозначаемая δ(v) в графе, — это количество рёбер, инцидентных ей. Изолированная вершина — это вершина со степенью ноль; то есть вершина, которая не является концом ни одного ребра (например, изображение иллюстрирует одну изолированную вершину). Вершина-лист (также подвешенная вершина) — это вершина со степенью один. В ориентированном графе различают внешнюю степень (количество исходящих рёбер), обозначаемую δ+(v), и внутреннюю степень (количество входящих рёбер), обозначаемую δ−(v); вершина-источник — это вершина с внутренней степенью ноль, а вершина-сток — это вершина с внешней степенью ноль. Симплициальная вершина — это вершина, соседи которой образуют клику: любые две соседние вершины смежны. Универсальная вершина — это вершина, смежная со всеми остальными вершинами в графе. Разделяющая вершина — это вершина, удаление которой разъединит оставшуюся часть графа; разделитель вершин — это набор вершин, удаление которых разъединит оставшуюся часть графа на небольшие компоненты. k-связный граф — это граф, в котором удаление менее k вершин всегда оставляет оставшуюся часть графа связной. Независимое множество — это набор вершин, никакие две из которых не смежны, а вершинное покрытие — это набор вершин, включающий хотя бы один конец каждого ребра в графе. Вершинное пространство графа — это векторное пространство, имеющее набор базисных векторов, соответствующих вершинам графа. Граф является вершинно-транзитивным, если он имеет симметрии, отображающие любую вершину в любую другую вершину. В контексте перечисления графов и изоморфизма графов важно различать помеченные вершины и непомеченные вершины. Помеченная вершина — это вершина, связанная с дополнительной информацией, позволяющей отличить её от других помеченных вершин; два графа могут считаться изоморфными только в том случае, если соответствие между их вершинами сопоставляет вершины с одинаковыми метками. Непомеченная вершина — это вершина, которую можно заменить любой другой вершиной, основываясь только на её смежностях в графе и не основываясь на какой-либо дополнительной информации. Вершины в графах аналогичны, но не идентичны вершинам многогранников: скелет многогранника образует граф, вершины которого являются вершинами многогранника, но вершины многогранника имеют дополнительную структуру (их геометрическое положение), которая не предполагается в теории графов. Вершинная фигура вершины в многограннике аналогична окрестности вершины в графе.