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逻辑学中,韦恩图和欧拉图有什么区别?

2023-03-11 19:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

先说结论。

从外观上看,韦恩图和欧拉图似乎没什么明显的差别。

从应用上看,维恩图要包含的是所有可能的组合,而欧拉图要展示的是特定集合之间的联系。

就用下面这个例子来详细说明下这种区别吧:

集合A是所有不同类型的食物集合B是所有不同类型的酸牛奶集合C是所有不同类型的冷蔵牛奶集合E是所有不同类型的金属制图:亿图图示

从这张图我们可以看出,所有牛奶都是食物,但不是所有食物都是牛奶。这属于特定集合A和集合B,集合A和集合C之间的联系,是欧拉图想要展示的。

但如果从韦恩图出发,这张图还展示了集合B和集合C的并集(集合D),即冷蔵酸牛奶的组合。

大家看完之后,可能会觉得这种差别其实也不大。

确实如此,韦恩图和欧拉图之所以没有合并,很可能的原因就是(这是个悲伤的故事),欧拉的版本是早在100多年前就出现了的,欧拉已经有了足够多的成就了,而韦恩只留下了这么一个图。

回答到这里其实可以结束了,但我觉得欧拉图的起源(远早于韦恩图,最初的用途也与韦恩图不同)非常值得一提,所以也整理在回答中。感兴趣的小伙伴可以继续往下看~

------欧拉图起源分割线------

大家可能都听过“哥尼斯堡七桥问题”:

在当时的哥尼斯堡城有一条横贯全市的普雷格尔河,河中的两个岛与两岸用七座桥连结起来。当时那里的居民热衷于一个难题:有游人怎样不重复地走遍七桥,最后回到出发点。

为了解决这个问题,欧拉用 A,B,C,D 4个字母代替陆地,作为 4 个顶点,将联结两块陆地的桥用相应的线段表示,于是哥尼斯堡七桥问题就变成了图中,是否存在经过每条边一次且仅一次,经过所有的顶点的回路问题了。欧拉在论文中指出,这样的回路是不存在的。

后来欧拉把哥尼斯堡七桥问题一般化,也就有了后来的欧拉图和欧拉定理。

百度百科对欧拉图是这么定义的:

欧拉图是指通过图(无向图或有向图)中所有边且每边仅通过一次通路,相应的回路称为欧拉回路。具有欧拉回路的图称为欧拉图,具有欧拉通路而无欧拉回路的图称为半欧拉图。

大家可能会纳闷,通路和回路的区别是什么?

只用文字说明太费时间了,大家可以先看下面两张图:

左侧是通路,右侧是回路,区别就是回路的起点和终点是重合的。

制图:亿图图示

假设G是无孤立点的图,那么:

经过图G中每条边通过图中每条边且只通过一次,并且经过每一顶点的通路,就是欧拉通路

经过图G中每条边通过图中每条边且只通过一次,并且经过每一顶点的回路,就是欧拉回路

由欧拉图还衍生出一些定理与性质:

定理1:无向图G为欧拉图,当且仅当G为连通图且所有顶点的度为偶数。定理2:有向图G为欧拉图,当且仅当G的基图连通,且所有顶点的入度等于出度。性质1:设C是欧拉图G中的一个简单回路,将C中的边从图G中删去得到一个新的图G′′,则 G′′的每一个极大连通子图都有一条欧拉回路。

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