Nota Rangkaian Teori Graf SPM Tingkatan 4 | Euler KSSM — JomSkor

Nota ringkas Rangkaian dalam Teori Graf SPM Tingkatan 4 — bucu, tepi, darjah bucu, jejak Euler, litar Euler, pokok rentang minimum. Contoh soalan & tips SPM.

1. Asas Teori Graf

2. Teorem Jabat Tangan

Hasil tambah semua darjah bucu = 2 × bilangan tepi

Akibat: Bilangan bucu berdarjah ganjil dalam sebarang graf sentiasa genap.

Contoh 1

Graf dengan bucu A(darjah 3), B(darjah 2), C(darjah 3), D(darjah 2). Cari bilangan tepi.

  1. Jumlah darjah = 3 + 2 + 3 + 2 = 10
  2. Bilangan tepi = 10 ÷ 2 = 5 tepi

3. Jenis-Jenis Graf Khas

Jenis GrafCiri
Graf lengkap (Kₙ)Setiap pasang bucu dihubungkan; bilangan tepi = n(n−1)/2
Graf dwi-bahagiBucu dibahagi dua kumpulan; tepi hanya antara kumpulan berlainan
Graf berarahTepi mempunyai arah (anak panah)
Rangkaian berbobotSetiap tepi ada nilai (berat/kos/jarak)

4. Jejak Euler dan Litar Euler

KonsepTakrifanSyarat
Jejak EulerLaluan yang melalui setiap tepi tepat sekaliTepat 2 bucu berdarjah ganjil
Litar EulerJejak Euler yang bermula dan berakhir di bucu yang samaSemua bucu berdarjah genap
Tiada jejak EulerTidak mungkin melintasi semua tepi tepat sekaliLebih dari 2 bucu berdarjah ganjil

Contoh 2 — Tentukan kewujudan jejak Euler

Graf dengan darjah bucu: A=3, B=2, C=3, D=2, E=2. Adakah jejak Euler wujud?

  1. Bucu berdarjah ganjil: A(3) dan C(3) → tepat 2 bucu ganjil
  2. Ya, jejak Euler wujud — bermula di A, berakhir di C (atau sebaliknya)

5. Pokok Rentang (Spanning Tree)

Pokok rentang ialah subgraf yang menghubungkan semua bucu tanpa membentuk kitaran, dengan bilangan tepi minimum.

Algoritma Prim (Pokok Rentang Minimum)

  1. Pilih mana-mana bucu sebagai permulaan
  2. Tambah tepi berat terendah yang menghubungkan bucu dalam pokok ke bucu luar (tanpa membentuk kitaran)
  3. Ulangi sehingga semua bucu terhubung

Contoh 3

Graf dengan tepi: AB=4, AC=2, BC=5, BD=3, CD=6. Cari pokok rentang minimum.

  1. Pilih tepi terkecil: AC = 2
  2. Tepi seterusnya (tidak bentuk kitaran): AB = 4
  3. Tepi seterusnya: BD = 3
  4. Semua 4 bucu terhubung dengan 3 tepi
  5. Jumlah berat minimum = 2 + 3 + 4 = 9

6. Petua Peperiksaan SPM

Tip 1: Hitung darjah setiap bucu dengan teliti — kira bilangan tepi yang BERTEMU pada setiap bucu (bukan bilangan tepi keseluruhannya). Gelung dikira 2.
Tip 2: Soalan jejak Euler — hitung dulu bilangan bucu berdarjah ganjil. Tepat 0 = litar Euler; tepat 2 = jejak Euler; lebih dari 2 = tiada jejak Euler.
Tip 3: Untuk pokok rentang minimum, semak semula bahawa: (i) semua bucu terhubung, (ii) tiada kitaran, (iii) bilangan tepi = n − 1.

Soalan lazim

Apakah syarat untuk wujudnya jejak Euler?

Jejak Euler wujud jika graf mempunyai tepat DUA bucu berdarjah ganjil (mula dari satu bucu ganjil, tamat di bucu ganjil yang lain). Jika tiada bucu berdarjah ganjil, ia adalah litar Euler (bermula dan berakhir di titik yang sama).

Apakah perbezaan antara graf dan rangkaian?

Graf ialah struktur matematik dengan bucu dan tepi. Rangkaian (network) ialah graf berbobot — setiap tepi mempunyai nilai (seperti jarak atau kos). Dalam SPM, rangkaian digunakan untuk cari laluan terpendek atau pokok rentang minimum.

Bagaimana cara cari bilangan tepi dari darjah bucu?

Hasil tambah semua darjah bucu = 2 × bilangan tepi. Ini kerana setiap tepi menyumbang darjah 1 kepada dua bucu yang dihubungkannya.