Укладка графа
Укла́дка гра́фа (вложение графа), отображение вершин и рёбер графа соответственно в точки и непрерывные кривые некоторого пространства такое, что вершины, инцидентные ребру, отображаются в концы кривой, соответствующей этому ребру. Правильной укладкой называется укладка, при которой разным вершинам соответствуют различные точки, а кривые, соответствующие рёбрам (исключая их концевые точки), не проходят через точки, соответствующие вершинам, и не пересекаются. Любой граф допускает правильную укладку в трёхмерное пространство. Граф, допускающий правильную укладку на плоскости, называется плоским. Существуют неплоские графы, например графы (см. рис. 1) и (см. рис. 2). Наименьший род двумерной ориентируемой поверхности, на которой граф допускает правильную укладку, называется родом графа . Установлено, в частности, что
где – полный граф с вершинами, – наименьшее целое число, не меньшее ;
где – полный двудольный граф;
где есть -мерный куб. Толщиной графа называется наименьшее число его плоских подграфов, объединение которых даёт граф . Установлено, в частности, что
(возможно с несколькими исключениями).
Изучаются также другие числовые характеристики, связанные с укладкой графов, например число скрещиваний – наименьшее число пересечений рёбер, с которым можно уложить данный граф на данной поверхности; крупность – наибольшее число непересекающихся по рёбрам неплоских подграфов в данном графе и др. Рассматриваются также укладки на неориентируемых поверхностях. Вложение графа в -мерную целочисленную решётку – это отображение в данную решётку, при котором вершины отображаются в различные узлы решётки, а рёбра идут по линиям решётки.
Задачи об укладках графов на поверхностях и вложениях их в решётки возникают при автоматизированном проектировании ЭВМ, при проектировании коммуникаций и т. д.