Matrice d'adjacence d'un graphe

Graphes et matrices - Mathématiques Expert

Exercice 1 : Donner le plus court chemin dans un graphe

On considère le graphe non orienté ci-dessous.

On donne également sa matrice associée. \[\begin{pmatrix}0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 3 & 3\\0 & 0 & 0 & 0 & 5 & 6 & 0\\0 & 0 & 0 & 5 & 0 & 0 & 6\\0 & 0 & 5 & 0 & 7 & 6 & 3\\0 & 5 & 0 & 7 & 0 & 5 & 7\\3 & 6 & 0 & 6 & 5 & 0 & 0\\3 & 0 & 6 & 3 & 7 & 0 & 0\end{pmatrix}\]Donner le plus court chemin reliant C à B.
On donnera une réponse de la forme : \(A-B-C\)
Quelle est la longueur de ce chemin ?

Exercice 2 : Distance entre deux sommets d'un graphe non orienté.

On considère le graphe non orienté ci-dessous.


Déterminer la distance entre le sommet \(C\) et le sommet \(H\).

Exercice 3 : Déterminer depuis une matrice si le graphe associé est orienté.

Parmi les matrices suivantes, sélectionner celles dont le graphe associé est orienté.

  • 1.\(\begin{pmatrix}0 & 1 & 0 & 0 & 0\\1 & 0 & 0 & 0 & 0\\0 & 0 & 0 & 0 & 1\\0 & 1 & 1 & 0 & 0\\1 & 0 & 1 & 0 & 0\end{pmatrix}\)
  • 2.\(\begin{pmatrix}0 & 0 & 1 & 1 & 1\\0 & 0 & 0 & 0 & 1\\1 & 1 & 0 & 0 & 1\\0 & 0 & 1 & 0 & 1\\1 & 1 & 1 & 1 & 0\end{pmatrix}\)
  • 3.\(\begin{pmatrix}0 & 1 & 1 & 0 & 0\\1 & 0 & 0 & 0 & 0\\1 & 0 & 0 & 0 & 1\\0 & 0 & 0 & 0 & 1\\0 & 0 & 1 & 1 & 0\end{pmatrix}\)
  • 4.\(\begin{pmatrix}0 & 0 & 0 & 1 & 0\\0 & 0 & 1 & 0 & 0\\0 & 1 & 0 & 0 & 1\\0 & 1 & 0 & 0 & 0\\1 & 0 & 0 & 0 & 0\end{pmatrix}\)

Exercice 4 : Donner la matrice d'adjacence d'un graphe orienté et son diamètre.

On considère le graphe orienté ci-dessous.


Donner la matrice d'adjacence ligne-colonne de ce graphe en ordonnant les sommets par ordre alphabétique.

Déterminer son diamètre.

Exercice 5 : Bac ES 2015 métropole - Exercice 2 spécialité - Graphes

Partie 1

On considère le graphe \(\mathcal{G}\) ci-dessous :

Que peut-on dire de ce graphe ?

On s'intéresse maintenant au graphe \(\mathcal{G}'\) ci-dessous.


On note \(M\) la matrice d'adjacence associée à ce graphe en prenant les sommets dans l'ordre alphabétique
On donne : \[M^3 = \begin{pmatrix}4 & 5 & 7 & 6 & 1 & 3 & 6\\5 & 0 & 3 & 1 & 3 & 1 & 1\\7 & 3 & 4 & 6 & 1 & 5 & 6\\6 & 1 & 6 & 2 & 2 & 1 & 2\\1 & 3 & 1 & 2 & 0 & 3 & 2\\3 & 1 & 5 & 1 & 3 & 0 & 1\\6 & 1 & 6 & 2 & 2 & 1 & 2\end{pmatrix}\]

Donner le nombre de chemins de longueur 3 reliant F à C.

Partie 2

On s'appuiera sur l'étude réalisée dans la partie 1 pour répondre aux questions de la partie 2.
Un club alpin souhaite proposer à ses membres des randonnées de plusieurs jours dans les Alpes. À cet effet, 7 refuges notés A, B, C, D, E, F et G ont été sélectionnés.
Le deuxième graphe \(\mathcal{G}'\) de la partie 1 permet de visualiser les différents itinéraires possibles, les sommets représentant les refuges et les arêtes schématisant tous les sentiers de randonnée balisés les reliant.

Le club alpin souhaite proposer un itinéraire au départ du refuge G qui passerait par tous les refuges en empruntant une fois et une seule fois chacun des sentiers et qui reviendrait au refuge G. Proposer un tel itinéraire.
On donnera la réponse sous la forme d'une suite de sommets espacés par des tirets. Par exemple : A-B-C-D.
Combien le club alpin peut-il proposer d'itinéraires de trois jours (un jour correspondant à une liaison entre deux refuges) reliant le refuge F au refuge C ?

Le graphe \(\mathcal{G}'\) est complété ci-dessous par la longueur en kilomètres de chacun des sentiers.


Pour plus de clarté, la matrice des distances de ce graphe est également fournie : \[M_{d}=\begin{pmatrix}0 & 9 & 9 & 5 & 0 & 0 & 9\\9 & 0 & 0 & 0 & 9 & 0 & 0\\9 & 0 & 0 & 5 & 0 & 4 & 8\\5 & 0 & 5 & 0 & 0 & 0 & 0\\0 & 9 & 0 & 0 & 0 & 3 & 0\\0 & 0 & 4 & 0 & 3 & 0 & 0\\9 & 0 & 8 & 0 & 0 & 0 & 0\end{pmatrix}\]
Le club alpin désire aussi proposer à ses membres l'itinéraire le plus court reliant A à F.

Quel est cet itinéraire ?
On donnera la réponse sous la forme d'une suite de sommets espacés par des tirets. Par exemple : A-B-C-D.
Préciser la longueur de cet itinéraire en kilomètres.
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