graf isomorfik,planar dan bidang mata kuliah matematika diskrit

1. Graf Isomorfik,Planar
DAN Bidang
Kelompok 6
DIMAS ARIYUDA
ICHAN LINGGA
RIZKI HIDAYAH

2. Graf Isomorfik (Isomorphic Graph)
DEFINISI
Dua buah graf yang isomorfik adalah graf yang sama, kecuali penamaan simpul dan sisinya
saja yang berbeda. Sebagai contoh graf dibawah merupakan graf yang isomorfik. Dua buah
graf dikatakan isomorfik jika memenuhi ketiga syarat berikut
1. Mempunyai jumlah simpul yang sama.
2. Mempunyai jumlah sisi yang sama
3. Mempunyai jumlah simpul yang sama berderajat tertentu Tetapi cara menunjukan dua graf
yang isomorfik dapat diperhatikan pada contoh berikut.

3. Dua buah graf yang isomorfik adalah graf yang sama,
kecuali penamaan simpul dan sisinya saja yang berbeda.

4. 3 buah graf isomorfik

5. Dari definisi isomorfik dapat disimpulkan dua buah
graf isomorfik memenuhi ketiga syarat:
1. Mempunyai jumlah simpul yang sama.
2. Mempunyai jumlah sisi yang sama.
3. Mempunyai jumlah simpul yang sama berderjat
tertentu.
Ketiga syarat ini belum cukup menjamin keisomorfikan.
Pemeriksaan secara visual masih tetap diperlukan.

6. Untuk memperlihatkan bahwa dua graf isomorfik, kita dapat
menunjukkan bahwa matriks ketetanggaan kedua graf itu
sama.

1

0
0
a b c d e
a 0 1 1 1 0
b
1 0 1 0
1 0 1
0 1 0

0 0 1 0
AG1 c 1
d 1

e 0

1
1

0
0
1
x y w v z
0 1 1 1 0
0 1 0
1 0 1

0 1 0

0 0 0 1 0
x
y
AG2 w 1
v
z

7. Graf Planar dan Graf Bidang
DEFINISI
Graf yang dapat digambarkan pada bidang datar
dengan sisi-sisi yang tidak saling memotong (bersilangan)
disebut sebagai graf planar, jika tidak, maka ia disebut
graf tak-planar.

8. Contoh:
Persoalan utilitas: terdapat tiga buah rumah, H1, H2, dan
H3, masing-masingnya dihubungkan tiga buah utilitas-
air(W), gas(G), dan listrik(E) dengan alat pengantar
(pipa, kabel,dsb). Graf pada gambar (a) adalah graf
bipartit lengkap, K3,3. Jika graf pada gambar (a)
digambar ulang, ternyata tidak mungkin menggambar
sisiyang tidak saling berpotongan (gambar (b)). Dengan
kata lain, persoalan utilitas tidak planar.

9. Graf planar yang digambarkan dengan sisi-sisi
yang tidak saling berpotongan disebut graf bidang
(plane graph).

10. Graf bidang pada gambar terdiri atas 6 wilayah (termasuk
wilayah terluar):
Sisi-sisi pada graf bidang membagi bidang
datar menjadi beberapa wilayah (region)
atau muka (face). Jumlah wilayah pada graf
bidang dapat dihitung dengan mudah.

11. Rumus Euler
e=11 dan n=7, maka f=11-7+2=6
Jumlah wilayah (f) pada graf planar sederhana juga dapat
dihitung dengan rumus Euler sebagai berikut :
n –e +f =2
atau
f =e –n +2
yang dalam hal ini,
e =jumlah sisi
n =jumlah simpul
Contoh:

12. Contoh:
Misalkan graf sederhana planar dan terhubung memiliki 24
buah simpul, masing –masing simpul berderajat 4.
Representasi planar dari graf tersebut membagi bidang
datar menjadi sejumlah wilayah atau muka. Berapa banyak
wilayah yang terbentuk ?
Penyelesaian :
Diketahui n =jumlah simpul =24, maka jumlah derajat
seluruh simpul =24 x 4 =96.
Menurut lemma jabat tangan, jumlah derajat =2 x jumlah
sisi, sehingga jumlah sisi =e =jumlah derajat / 2 =96 / 2= 48
Dari rumus Euler, n –e +f =2, sehingga f =jumlah wilayah =
2 –n +e =2 –24 +48 =26 buah.

13. COROLLARY 1
Jika G adalah graf sederhana terhubung dengan e adalah
jumlah sisi dan v adalah jumlah simpul, yang dalam hal ini v
≥3, maka berlaku ketidaksamaan Euler e ≤ 3v –6.
Perlihatkan bahwa K,5, tidak planar dengan ketidaksamaan
Euler.
Penyelesaian :
Pada graf K5, n =5 dan e =10. K5 tidak memenuhi
ketidaksamaan Euler sebab 10 ≥3(5) –6. Hal ini menunjukkan
bahwa K5 tidak planar.

14. COROLLARY 2
Jika G adalah graf sederhana terhubung dengan e adalah jumlah
sisi dan v adalah jumlah simpul, yang dalam hal ini v ≥3 dan tidak
ada sirkuit yang panjangnya 3, maka berlaku e ≤2v – 4.
Graf K3.3 tidak memenuhi ketidaksamaan e ≤2n –4,
Karena
e =9, n =6
9 ≤(2)(6) –4 =8 ( salah )
yang berarti K3.3 bukan graf planar.

15. Teorema Kuratowski
Dalam literatur tentang graf, dikenal dua buah
graf tidak planar yang khusus, yaitu graf
Kuratowski
1. Graf Kuratowski pertama, yaitu graf lengkap
yang mempunyai lima buah simpul ( K5 ),
adalah graf tidak-planar.
2. Graf Kuratowski kedua, yaitu graf terhubung
teratur dengan 6 buah simpul dan 9 buah sisi (
K3.3 ) adalah graf tidak-planar.

16. Sifat graf Kuratowski adalah :
1. Kedua graf Kuratowski adalah graf
teratur
2. Kedua graf Kuratowski adalah graf
tidak-planar.
3. Penghapusan sisi atau simpul dari graf
Kuratowski menyebabkannya menjadi
graf planar.
4. Graf Kuratowski pertama adalah graf
tidak-planar dengan jumlah simpul
minimum, dan graf Kuratowski kedua
adalah graf tidak-planar dengan
jumlah sisi minimum. Keduanya adalah
graf tidak planar paling sederhana.

17. TEOREMA 8.2 ( Teorema Kuratowski ) :
Graf G adalah tidak planar jika dan hanya jika ia
mengandung upagraf yang isomorfik dengan K5
atau K3.3 atau homeomorfik ( homeomorphic )
dengan salah satu dari keduanya.

18. Apa yang dimaksud dengan homeomorfik ?
Dua graf G1 dan G2 dikatakan homeomorfik jika salah satu
dari kedua graf dapat diperoleh dari graf yang lain dengan
cara menyisipkan dan atau membuang secara berulang –
ulang simpul berderajat 2.

19. Contoh
Perlihatkan dengan teorema Kuratowski bahwa graf
petersen (a) tidak planar !

20. Jika G adalah graf planar dalam representasi bidang
dengan n buah simpul, e buah sisi dan f buah muka, maka graf
G* memiliki n* =f buah simpul, e* =e buah sisi dan f*=n buah
muka.
Sebuah graf planar G mempunyai dual yang unik hanya
jika repsesentasi bidangnya unik.
Dua buah representasi bidang yang berbeda dari graf yang sama