Графы: степени, обходы, деревья и перебор вариантов
Вероятность и статистика · 8 класс · базовый уровень ФРП «Математика», Москва – 2025 · строка R07 · VIS8-033
R07.3
Цели урока
Сегодня вы повторите и научитесь
Считать рёбра по степеням
сумма степеней, рукопожатия, турниры (ПР-5, ПР-7)
Обходить граф
путь, цикл, связность; рисунок одним росчерком (ПР-5)
Работать с деревом
n вершин — n−1 ребро; дерево вариантов и правило умножения (ПР-5)
Соединять темы
дерево опыта, таблица смежности и статистика степеней (ПР-1, ПР-2, ПР-4)
повторение: R07.2 · R05
Разминка · устно
Статистика и графы
Описательная статистика (VIS8-032)
Среднее чисел 2,4,95
Медиана ряда 7,1,4,9,34
Размах ряда 12,5,97
P(A)=0,35. Найдите P(A)0,65
Графы и деревья
Сумма степеней вершин 14. Сколько рёбер? 7
Дерево с 6 вершинами — сколько рёбер? 5
3 супа и 2 вторых — сколько обедов? 6
Длина пути ABCDE? 4
R07.3
Теория · сводка: степень вершины
Каждое ребро считаем дважды
Степень вершины — число рёбер, выходящих из неё: degA=2, degD=4.
2+3+3+4+2+2=16=2⋅8
суммастепеней=2⋅(числорёбер)
Следствие: вершин нечётной степени — чётное число (здесь B и C).
R07.3 · ПР-7
Образец → сам · степени и число рёбер
Турнир: 6 команд, каждая играет с каждой один раз
Образец: сколько всего игр?
команда = вершина, игра = ребро
deg=5 у каждой соперников 6−1
26⋅5 = 15 игр каждое ребро — дважды
8 человек, каждый пожал руку ровно троим. Сколько рукопожатий? 12
Может ли каждый из 5 человек дружить ровно с тремя из них? нет
Степени вершин: 3,3,3,3,1,1. Сколько рёбер? 7
R07.3
Теория · сводка: путь, цикл, обход графа
Можно ли обойти все рёбра по одному разу?
Путь — по рёбрам без повторов вершин; длина — число рёбер
Цикл — путь, вернувшийся в начало
Связный граф — из любой вершины есть путь в любую
Обход одним росчерком (связный граф): нечётных вершин 0 — замкнутый, 2 — от одной к другой, больше — нельзя
R07.3
Образец → сам · рисунок одним росчерком
«Домик с конвертом»: откуда начать?
Образец: можно ли нарисовать, не отрывая карандаша?
степени 3,3,4,4,2нечётные — 1 и 2
нечётных две → можно, от 1 к 2путь — на рисунке
Сам: какой граф можно обойти одним росчерком?
а) степени 3,3,3,3нет: 4 нечётные
б) степени 2,2,4,2,2да, замкнутый
в) степени 2,2,3,1да: от степени 3 к висячей
R07.3 · R05
Теория · сводка: дерево и его свойства
Дерево — связный граф без циклов
путь 4→7 — единственный длина 5
висячие 4,5,7,8 в дереве их не меньше двух
n вершин ⇒n−1 ребро
8 вершин, 7 рёбер; сумма степеней 14
Связный граф: n вершин, r рёбер. Чтобы получить дерево, удаляют r−(n−1) рёбер — по одному из каждого цикла.
R07.3
Образец → сам · от графа к дереву
Дороги между 7 посёлками: какие можно закрыть?
Образец: сколько дорог можно закрыть, чтобы из любого посёлка можно было доехать до любого?
n=7, r=10, граф связный
в дереве 7−1=6 рёбер меньше нельзя
10−6 = 4 дороги по одной из каждого цикла
Связный граф: 12 вершин, 15 рёбер. Сколько рёбер удалить до дерева? 4
Дерево с 10 вершинами: сумма степеней? 18
В дереве одна вершина степени 4, две — степени 3, остальные висячие. Сколько висячих? 6
R07.3 · R05
Образец → сам · дерево вариантов и правило умножения
Дом → школа: 3 дороги, школа → бассейн: 2 дороги
Образец: сколько маршрутов из дома в бассейн через школу?
шаг 1: 3 варианта, шаг 2: 2ветви дерева
3⋅2 = 6 маршрутов правило умножения
Из бассейна в парк ещё 4 дороги. Маршрутов дом → школа → бассейн → парк? 24
Дом → бассейн → дом через школу, ни одну дорогу не проходить дважды. Маршрутов? 12
Есть ещё 1 прямая дорога дом → бассейн. Всего маршрутов в бассейн? 7
R07.3 · R06 · ПР-4
Образец → сам · дерево случайного опыта
Стрелок попадает с вероятностью 0,8 и стреляет дважды
Образец: P(ровнооднопопадание)
пути ПМ и МП по рёбрам — умножаем
0,8⋅0,2+0,2⋅0,8 = 0,32пути — складываем
P(обапромаха)? 0,04
P(хотябыоднопопадание)? 0,96
Выстрелов три. P(трипопадания)? 0,512
R07.3 · R07.1 · R07.2
Образец → сам · таблица, граф и статистика
Прямые рейсы между 5 городами: 1 — есть рейс
A
B
C
D
E
A
—
1
1
1
0
B
1
—
1
0
0
C
1
1
—
1
1
D
1
0
1
—
0
E
0
0
1
0
—
Образец: граф и число рейсов
город — вершина, «1» — ребро
степень = сумма строки: 3,2,4,2,1
212 = 6 рейсов
Среднее степеней вершин 2,4
Медиана степеней 2
Наугад выбран город. P(изнегонеменьше3рейсов)? 0,4
R07.3
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
Где ошибаются
Неверно
Верно
длина пути ABCD
4
3 — считаем рёбра
7 вершин, у каждой степень 4: рёбер?
7⋅4=28
228=14
дерево с 12 вершинами: рёбер?
12
12−1=11
нечётных вершин 4: «начну с нечётной — обойду»
«можно»
нельзя: нужно 0 или 2
R07.3
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) 7 команд, каждая играет с каждой один раз. Сколько игр?
7⋅6=42
каждая игра посчитана дважды — за обе команды
242=21
б) Связный граф: 9 вершин, 12 рёбер. Сколько рёбер удалить до дерева?
12−9=3
в дереве 9−1=8 рёбер, а не 9
12−8=4
в) Стрелок попадает с вероятностью 0,7, два выстрела. P(ровнооднопопадание)
0,7⋅0,3=0,21
путей два: ПМ и МП
0,21+0,21=0,42
R07.3
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
Степени и обход
Степени вершин 1,2,2,3,4. Сколько рёбер? 6
В графе 10 рёбер. Сумма степеней? 20
Есть ли граф со степенями 3,3,2,1? нет
Связный граф, степени 2,2,4,4,2. Обход одним росчерком? да, замкнутый
Деревья и варианты
Дерево с 15 вершинами — рёбер? 14
В дереве 20 рёбер — вершин? 21
4 футболки и 3 пары шорт — комплектов? 12
R07.3
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите
повыш.В посёлке 9 домов и 13 дорожек, от любого дома можно дойти до любого. Какое наибольшее число дорожек можно закрыть, чтобы это сохранилось? 5
повыш.В дереве три вершины степени 3, одна — степени 2, остальные висячие. Сколько висячих вершин? 5
из жизниВ классе 25 человек. Может ли у каждого быть ровно 5 друзей среди одноклассников? нет
из жизниНа каждом из двух перекрёстков зелёный свет горит с вероятностью 0,4 независимо. P(хотябыодинзелёный)? 0,64
R07.3 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линия 10
Нарисуйте дерево — ответ десятичной дробью
1. Симметричную монету бросают три раза. Найдите вероятность того, что орёл выпадет ровно два раза.
0,375
2. Биатлонист стреляет по мишеням два раза, вероятность попадания при каждом выстреле 0,9. Найдите вероятность того, что первый раз он попадёт, а второй — промахнётся.
0,09
3. В коробке 3 белых и 2 чёрных шара. Наугад достают два шара (без возвращения). Найдите вероятность того, что оба шара белые.
0,3
Вероятность пути — произведение на рёбрах; подходящие пути складывают.
R07.3
Самостоятельная работа · 4 минуты
Два варианта — решите свой
Вариант 1
Степени вершин 2,3,3,4,4. Рёбер? 8
Дерево с 13 вершинами — рёбер? 12
5 команд, каждая с каждой — игр? 10
Стрелок: 0,6, два выстрела. P(обапопадания)? 0,36
Вариант 2
Степени вершин 1,2,3,3,3. Рёбер? 6
В дереве 17 рёбер — вершин? 18
8 команд, каждая с каждой — игр? 28
Стрелок: 0,7, два выстрела. P(обапромаха)? 0,09
R07.3
Теория · итоговая сводка правил
Четыре правила работы с графами
Степени
сумма степеней =2⋅(числорёбер); нечётных вершин — чётное число
Обход одним росчерком
граф связный и нечётных вершин 0 (замкнутый) или 2 (от одной к другой)
Дерево
n вершин — n−1 ребро; путь между вершинами единственный; висячих не меньше двух
Дерево вариантов и опыта
вариант — путь от корня к листу: число вариантов — произведение; вероятности на пути умножают, пути складывают
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
Почему сумма степеней всегда чётна?
Когда граф нельзя обойти одним росчерком?
Сколько рёбер у дерева с n вершинами?
Когда вероятности умножают, а когда складывают?
Домашнее задание
Степени вершин 1,1,2,2,3,3: сколько рёбер? Можно ли обойти одним росчерком?
Связный граф: 10 вершин, 14 рёбер. Сколько рёбер удалить до дерева?