题目内容
【题目】若干台计算机联网,要求:
①任意两台之间最多用一条电缆连接;
②任意三台之间最多用两条电缆连接;
③两台计算机之间如果没有电缆连接,则必须有另一台计算机和它们都连接有电缆.若按此要求最少要用79条电缆.
问:(1)这些计算机的数量是多少台?
(2)这些计算机按要求联网,最多可以连多少条电缆?
【答案】(1)80台 (2)1600条
【解析】将机器当成点,连接电缆当成线,我们就得到一个图,如果从图上一个点出发,可以沿着线跑到图上任一个其它的点,这样的图就称为连通的图,条件③表明图是连通图.
我们看一看几个点的连通图至少有多少条线.可以假定图没有圈(如果有圈,就在圈上去掉一条线),从一点出发,不能再继续前进,将这一点与连结这点的线去掉.考虑剩下的n-1个点的图,它仍然是连通的.用同样的办法又可去掉一点及一条线.这样继续下去,最后只剩下一个点.因此n个点的连通图至少有n-1条线(如果有圈,线的条数就会增加),并且从一点A向其他n-1个点各连一条线,这样的图恰好有n-1条线.
因此,(1)的答案是n=79+1=80,并且将一台计算机与其他79台各用一条线相连,就得到符合要求的联网.
下面看看最多连多少条线.
在这80个点(80台计算机)中,设从引出的线最多,有k条,与相连的点是,,…,由于条件,,…,之间没有线相连.
设与不相连的点是,…,,则m+k=80,而,…, 每一点至多引出k条线,图中至多有mk条线,因为≤
所以m×k≤1600,即连线不超过1600条.
另一方面,设80个点分为两组:,…,;,…,第一组的每一点与第二组的每一点各用一条线相连,这样的图符合题目要求,共有40×40=1600条线
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