12/9(月) 応用科学学会シンポジウムで自動運転に関する講演を担当します☆彡(試乗会もあります!来て!)

5-27. 魔法陣グルグルで学ぶグラフと一筆書き(①グラフ編)

やること

こんにちは、Suzuです _( _・ヮ・)_

今回は魔法陣グルグルという漫画に出てくる魔法陣が一筆書きできるかを検証します。

魔法陣グルグルは主人公の二ケとククリが魔王打倒のために冒険するというストーリーです。月間少年ガンガンに1992年から2003年にかけて連載されました。実家に漫画が揃っています。2017年にアニメ放送もやっていました。これもDMMで観ました。とても面白い(小並)

一筆書きとは全ての辺を1回ずつ通るように連続的な線を書くことです。一筆書きはグラフ理論で分析できます。グラフはいくつかの点とそれらを結ぶ線で構成される図形です。

さっそく見ていきましょう。

参考文献

魔法陣グルグルの魔法陣一覧です

ほほえみ倶楽部/ちょっとしたもの/魔法陣グルグル・グルグル図鑑

オイラーグラフについて

オイラーグラフの定理(一筆書きできる条件)とその証明 | 高校数学の美しい物語
一筆書きできるグラフのことを「オイラーグラフ」といいます。オイラーグラフとなる条件を表した定理を証明します。

オイラーグラフとハミルトングラフについて

うさぎでもわかる離散数学(グラフ理論) 第10羽 一筆書きができるかの簡単な見つけ方・オイラーグラフ・ハミルトングラフ
こんにちは、ももやまです。   突然ですが問題です! つぎの①〜⑤の中から一筆書きできるものを2つ選んでみましょう。 引用元:パズル算数クイズ  (解答は2の例題2の解説に書いています。)   今回は

ハミルトン閉路について

https://school.gifu-net.ed.jp/ena-hs/ssh/H29ssh/sc3/31701.pdf

オイラーグラフと準オイラーグラフ

オイラーグラフは一筆書きして出発点(始点)に戻って来ることができるグラフです。つまり、全てのを1回だけ通過して元に戻れるグラフです。

一方、準オイラーグラフは一筆書きすることはできるが出発点(始点)に戻って来ることができないグラフです。始点と終点が異なります。

各頂点において、その頂点から出ている辺の本数をその頂点の次数と呼びます。つまり、頂点Aから出ている辺が3つあれば頂点Aの次数は3となります。このとき、次数が偶数であれば偶点、奇数であれば奇点と呼びます。

ハミルトングラフとは

別の名前のグラフもあります。ハミルトングラフは全てのを一度だけ通過して元に戻れるグラフを指します。先程のオイラーグラフは実はハミルトングラフでもあります。

いろいろなグラフを見てみる

例1

こちらのグラフはオイラーグラフとハミルトングラフに該当します。図では全ての辺を通ってオイラーグラフであることを確認しています。ハミルトングラフの確認では全ての点を通りますが、同じ点を2度通れないので別の奇跡になることに注意してください(辺が余ります)。

例2

こちらはオイラーグラフとハミルトングラフに該当します。一筆書きで全ての辺を通ることができますが、始点と終点が一致しません。ハミルトングラフの確認ではやはり辺が余ります。

例3

こちらはオイラーグラフのみに該当します。一筆書きで全ての辺を通って元に戻れます。一方、全ての点を1度だけ通って始点に戻ることができないためハミルトングラフではありません。

例4

こちらはハミルトングラフのみに該当します。一筆書きで全ての辺を通ることができません。

例5

こちらはオイラーグラフでもハミルトングラフでもありません。枝が3本以上生えているので明らかです。

まとめ

ここまでに登場したグラフをまとめました。もし間違いがあったら教えてください。

さいごに

次回はいよいよ魔法陣グルグルの魔法陣を見ていきます↓

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この記事を書いた人

専門は情報工学とロボット制御。元ロボコニストでRoboCup世界部門優勝常連チーム。ご飯にシチューかける党党首。

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