数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|MATH141

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在数学中,图论是对图的研究,它是用来模拟对象之间成对关系的数学结构。这里,图由顶点(也称为节点或点)组成,这些顶点由边(也称为链接或线)连接。

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  • Foundations of Data Science 数据科学基础
数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|MATH141

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|Chinese Postman Problem

In finding the eulerization of the Crystal Spring graph $G_1$, we didn’t distinguish between which edges to duplicate other than to minimize the overall total. In a town with a very regular grid structure traveling down one block versus another is inconsequential (think of Manhattan or Phoenix). However, for cities with more of an evolutionary development (such as Boston or Providence) or in rural towns where roads curve and blocks have different lengths, traveling down a stretch of road twice could look remarkably different from one choice to the next. How then would you model these differences? We add weights to each edge based on a chosen metric, such as distance, time or cost.
The weighted version of an eulerization problem is called the Chinese Postman Problem. The name originates not from anything particular about postmen in China, but rather from the mathematician who first proposed the problem – the Chinese mathematician Guan Meigu[42]. This problem first appeared in 1960, more than two centuries after Euler’s original paper! The full solution was published about a decade later, where the main idea is that a Postman delivering mail in a rural neighborhood should repeat the shortest stretches of road (provided any duplications are necessary). We will discuss the process for a small example, since we can usually find the best duplications by inspection. A more complete solution will be given in Section 5.2.2.

On a general graph, solving the Chinese Postman Problem can be quite challenging. However, most small examples can be solved by inspection since there are relatively few choices for duplicating edges. Would you duplicate 3 edges of weight 1 or one edge of weight 10 ? The choice should be obvious. In addition, if the weight of an edge represents distance, then we can rely on the real world properties of distance. For example, the shortest path between two points is a straight line and no one side of a triangle is longer than the sum of the other two (this is called the “triangle inequality”). These two properties would eliminate many options when the weight of an edge models distance along a road. The more difficult (and hence more interesting) problems occur when the weight represents something other than distance. Such an example is shown below.

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|Hamiltonian Cycles

Think back to the city of Königsberg. The previous section determined when a graph would contain an eulerian circuit, a special type of circuit that must travel through every edge and vertex. This concept arose from a desire to cross every bridge in the city.
What if we change the requirements ever so slightly so that we are only concerned with the landmasses? This could model a delivery service with customers in every sector of the city. In graph theoretic terms, we are looking for a tour through the graph that hits every vertex exactly once. An example of such a tour on the graph representing Königsberg is shown above. What type of tour is this? If we need to start and end at the same location, we are searching for a cycle. If the starting and ending points can differ, we are searching for a path.

Recall that a cycle or a path can only pass through a vertex once, so the hamiltonian cycles and paths travel through every vertex exactly once. Moreover, using the language of Definition 1.5, we could describe hamiltonian cycles and paths as spanning cycles and paths since they must include all vertices of the graph.

As with eulerian circuits, these specific cycles (or paths) are named for the mathematician who first formalized them, Sir William Hamilton. Hamilton posed this idea in 1856 in terms of a puzzle, which he later sold to a game dealer. The “Icosian Game” was a wooden puzzle with numbered ivory pegs where the player was tasked with inserting the pegs so that following them in order would traverse the entire board (shown on the following page). Perhaps not too surprisingly, this game was not a big money maker.

It should be noted that T.P. Kirkman, a contemporary of Hamilton’s, did much of the early work in the study of hamiltonian circuits. Whereas Hamilton primarily focused on one graph, Kirkman was concerned with the conditions that will guarantee a graph has a hamiltonian cycle. However, Hamilton deserves credit for publicizing the concept of a cycle that hits every vertex exactly once. This section will explore when a graph has a hamiltonian cycle and how to find an optimal, or near optimal, hamiltonian cycle.

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|MATH141

图论代考

数学代写|图论作业代写图论代考|中国邮差问题


在寻找Crystal Spring图$G_1$的欧拉化过程中,我们没有区分要复制哪些边,而是要最小化总体总数。在一个有着非常规则的网格结构的城镇中,从一个街区到另一个街区是无关紧要的(想想曼哈顿或凤凰城)。然而,对于发展更趋渐进的城市(如波士顿或普罗维登斯),或在道路弯道和街区长度不同的乡村城镇,沿着一段路走两次,从一个选择到下一个选择,看起来会非常不同。那么如何模拟这些差异呢?我们根据选定的度量(如距离、时间或成本)为每条边添加权重。欧拉化问题的加权版本被称为中国邮差问题。这个名字并不是源于中国的邮差,而是来自第一个提出这个问题的数学家——中国数学家关美固。这个问题最早出现在1960年,比欧拉最初的论文晚了两个多世纪!大约十年后,完整的解决方案发表了,其主要思想是,在农村社区投递邮件的邮递员应该重复最短的路段(如果有必要的话)。我们将通过一个小例子来讨论这个过程,因为我们通常可以通过检查找到最好的重复。一个更完整的解决方案将在第5.2.2节给出


总的来说,解决中国邮差问题是相当具有挑战性的。然而,大多数小的例子可以通过检查来解决,因为复制边缘的选择相对较少。你是复制权重1的三条边,还是复制权重10的一条边?选择应该是显而易见的。此外,如果一条边的权值代表距离,那么我们可以依赖距离的真实性质。例如,两点之间的最短路径是一条直线,三角形的任何一条边都不比其他两条边的和长(这被称为“三角形不等式”)。当边缘的权重模拟沿道路的距离时,这两个属性将消除许多选项。当权重表示的不是距离时,就会出现更困难(因此也更有趣)的问题。如下所示。

数学代写|图论作业代写图论代考|哈密顿循环

回想一下Königsberg这个城市。上一节确定了图何时包含欧拉电路,欧拉电路是一种必须通过每条边和顶点的特殊类型的电路。这个概念源于一种想要穿过城市里每一座桥的愿望。
如果我们稍微改变一下要求,使我们只关心陆地呢?这可以模拟一种面向城市各个领域客户的快递服务。在图论术语中,我们正在寻找一个遍历图,每个顶点恰好一次。上面显示了代表Königsberg的图中的一个这样的旅行示例。这是什么类型的旅游?如果我们需要在同一个位置开始和结束,我们在寻找一个循环。如果起始点和结束点可能不同,我们正在搜索一个路径


回想一下,一个循环或路径只能通过一个顶点一次,所以哈密顿循环和路径只能通过每个顶点一次。此外,利用定义1.5的语言,我们可以将哈密顿循环和路径描述为生成循环和路径,因为它们必须包含图的所有顶点


和欧拉电路一样,这些特定的循环(或路径)是以第一个形式化它们的数学家威廉·汉密尔顿爵士的名字命名的。汉密尔顿在1856年以一个谜题的形式提出了这个想法,后来他把这个谜题卖给了一个游戏商。“Icosian Game”是一款带有编号的象牙钉子的木制谜题,玩家需要插入钉子,以便按照顺序穿过整个棋盘(如下图所示)。这款游戏并不是一款赚钱的游戏,这一点并不令人惊讶


值得注意的是,与汉密尔顿同时代的T.P.柯克曼(T.P. Kirkman)在哈密顿电路的研究方面做了许多早期工作。汉密尔顿主要关注一个图,柯克曼则关注保证一个图具有哈密顿循环的条件。然而,汉密尔顿值得称赞的是,他宣扬了一个循环的概念,即每个顶点恰好碰到一次。本节将探讨一个图何时具有哈密顿循环,以及如何找到一个最优或接近最优的哈密顿循环

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。



广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。



术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。



有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

tatistics-lab作为专业的留学生服务机构,多年来已为美国、英国、加拿大、澳洲等留学热门地的学生提供专业的学术服务,包括但不限于Essay代写,Assignment代写,Dissertation代写,Report代写,小组作业代写,Proposal代写,Paper代写,Presentation代写,计算机作业代写,论文修改和润色,网课代做,exam代考等等。写作范围涵盖高中,本科,研究生等海外留学全阶段,辐射金融,经济学,会计学,审计学,管理学等全球99%专业科目。写作团队既有专业英语母语作者,也有海外名校硕博留学生,每位写作老师都拥有过硬的语言能力,专业的学科背景和学术写作经验。我们承诺100%原创,100%专业,100%准时,100%满意。

随机分析代写


随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

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回归分析代写

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The graphs above are incomplete. These figures only show a vertex with degree four (vertex E), its nearest neighbors (A, B, C, and D), and segments of A-C Kempe chains. The entire graphs would also contain several other vertices (especially, more colored the same as B or D) and enough edges to be MPG’s. The left figure has A connected to $C$ in a single section of an A-C Kempe chain (meaning that the vertices of this chain are colored the same as A and C). The left figure shows that this A-C Kempe chain prevents B from connecting to $\mathrm{D}$ with a single section of a B-D Kempe chain. The middle figure has A and C in separate sections of A-C Kempe chains. In this case, B could connect to D with a single section of a B-D Kempe chain. However, since the A and C of the vertex with degree four lie on separate sections, the color of C’s chain can be reversed so that in the vertex with degree four, C is effectively recolored to match A’s color, as shown in the right figure. Similarly, D’s section could be reversed in the left figure so that D is effectively recolored to match B’s color.

Kempe also attempted to demonstrate that vertices with degree five are fourcolorable in his attempt to prove the four-color theorem [Ref. 2], but his argument for vertices with degree five was shown by Heawood in 1890 to be insufficient [Ref. 3]. Let’s explore what happens if we attempt to apply our reasoning for vertices with degree four to a vertex with degree five.

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|The previous diagrams

The previous diagrams show that when the two color reversals are performed one at a time in the crossed-chain graph, the first color reversal may break the other chain, allowing the second color reversal to affect the colors of one of F’s neighbors. When we performed the $2-4$ reversal to change B from 2 to 4 , this broke the 1-4 chain. When we then performed the 2-3 reversal to change E from 3, this caused C to change from 3 to 2 . As a result, F remains connected to four different colors; this wasn’t reversed to three as expected.
Unfortunately, you can’t perform both reversals “at the same time” for the following reason. Let’s attempt to perform both reversals “at the same time.” In this crossed-chain diagram, when we swap 2 and 4 on B’s side of the 1-3 chain, one of the 4’s in the 1-4 chain may change into a 2, and when we swap 2 and 3 on E’s side of the 1-4 chain, one of the 3’s in the 1-3 chain may change into a 2 . This is shown in the following figure: one 2 in each chain is shaded gray. Recall that these figures are incomplete; they focus on one vertex (F), its neighbors (A thru E), and Kempe chains. Other vertices and edges are not shown.

Note how one of the 3’s changed into 2 on the left. This can happen when we reverse $\mathrm{C}$ and $\mathrm{E}$ (which were originally 3 and 2 ) on E’s side of the 1-4 chain. Note also how one of the 4’s changed into 2 on the right. This can happen when we reverse B and D (which were originally 2 and 4) outside of the 1-3 chain. Now we see where a problem can occur when attempting to swap the colors of two chains at the same time. If these two 2’s happen to be connected by an edge like the dashed edge shown above, if we perform the double reversal at the same time, this causes two vertices of the same color to share an edge, which isn’t allowed. We’ll revisit Kempe’s strategy for coloring a vertex with degree five in Chapter $25 .$

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考| The shading of one section of the B-R

图论代考

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|The shading of one section of the B-R

由于 Kempe 链的每个部分都与同一颜色对的其他部分隔离,因此 Kempe 链的任何部分的颜色可以颠倒,但仍满足四色定理。这是一个重要且有用的概念。

上面 BR 链的一个部分的阴影说明了任何 Kempe 链的任何部分的颜色如何可以反转。请注意,我们反转了 BR 链的一个部分的颜色,但没有反转中心部分的颜色。同一条链的每个部分的颜色可以独立于该链的其他部分反转。

为什么 PG 有 Kempe 链?很容易理解为什么 MPG 有 Kempe 链。(由于 PG 是通过从 MPG 中去除边缘而形成的,并且由于适用于 MPG 的着色也适用于 PG,因此 PG 也具有 Kempe 链。)

  • MPG 是三角测量的。它由具有三个边和三个顶点的面组成。
  • 每个面的三个顶点必须是三种不同的颜色。
  • 每条边由两个相邻的三角形共享,形成一个四边形。
  • 每个四边形将有 3 或 4 种不同的颜色。如果与共享边相对的两个顶点恰好是相同的颜色,则它有 3 种颜色。
  • 对于每个四边形,四个顶点中的至少 1 个顶点和最多 3 个顶点具有任何颜色对的颜色。例如,具有 R、G、B 和G有 1 个顶点R−是和3个顶点乙−G,或者您可以将其视为 1 个顶点乙−是和3个顶点G−R,或者您可以将其视为 BR 的 2 个顶点和 GY 的 2 个顶点。在后一种情况下,2G’ 不是同一链的连续颜色。
  • 当您将更多三角形组合在一起(四边形仅组合两个)并考虑可能的颜色时,您将看到 Kempe 的部分

链子出现。我们将在 Chápter 中看到这些 Kémpé chảins 是如何出现的21.
也很容易看出一对颜色(如 RY)将如何与其对应颜色(BG)相邻:

  • 画一张R顶点和一个是由边连接的顶点。
  • 如果一个新顶点连接到这些顶点中的每一个,它必须是乙或者G.
  • 如果一个新顶点连接到 R 而不是是,可能是是,乙, 或者G.
  • 如果一个新的顶点连接到是但不是R,可能是R,乙, 或者G.
  • RY 链要么继续增长,要么被 B 包围,G.
  • 如果你关注 B 和 G,你会为它的链条得出类似的结论。
  • 如果一条链条完全被其对应物包围,则链条的新部分可能会出现在其对应物的另一侧。
    Kempe 证明了所有具有四阶的顶点(那些恰好连接到其他四个顶点的顶点)都是四色的 [Ref. 2]。例如,考虑下面的中心顶点。

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|In the previous figure

在上图中,顶点和是四度,因为它连接到其他四个顶点。Kempe 表明顶点 A、B、C 和 D 不能被强制为四种不同的颜色,这样顶点 E 总是可以被着色而不会违反四色定理,无论 MPG 的其余部分看起来如何上一页显示的部分。

  • A 和 C 或者是 AC Kempe 链的同一部分的一部分,或者它们各自位于 AC Kempe 链的不同部分。(如果一种和C例如,是红色和黄色的,则 AC 链是红黄色链。) – 如果一种和C每个位于 AC Kempe 链的不同部分,其中一个部分的颜色可以反转,这有效地重新着色 C 以匹配 A 的颜色。如果 A 和 C 是 AC Kempe 链的同一部分的一部分,则 B 和 D每个都必须位于 BD Kempe 链的不同部分,因为 AC Kempe 链将阻止任何 BD Kempe 链从 B 到达 D。(如果乙和D是蓝色和绿色,例如,那么一种BD Kempe 链是蓝绿色链。)在这种情况下,由于 B 和 D 分别位于 BD Kempe 链的不同部分,因此 BD Kempe 链的其中一个部分的颜色可以反转,这有效地重新着色 D 以匹配 B颜色。– 因此,可以使 C 与 A 具有相同的颜色或使 D 具有与 A 相同的颜色乙通过反转 Kempe 链的分离部分。

上面的图表是不完整的。这些图只显示了一个四阶顶点(顶点 E)、它的最近邻居(A、B、C 和 D),以及 AC Kempe 链的片段。整个图还将包含几个其他顶点(特别是与 B 或 D 相同的颜色)和足够多的边以成为 MPG。左图有 A 连接到C在 AC Kempe 链的单个部分中(意味着该链的顶点颜色与 A 和 C 相同)。左图显示此 AC Kempe 链阻止 B 连接到DBD Kempe 链条的一个部分。中间的数字在 AC Kempe 链的不同部分有 A 和 C。在这种情况下,B 可以通过 BD Kempe 链的单个部分连接到 D。但是,由于四阶顶点的 A 和 C 位于不同的部分,因此可以反转 C 链的颜色,以便在四阶顶点中,C 有效地重新着色以匹配 A 的颜色,如右图所示. 类似地,可以在左图中反转 D 的部分,以便有效地重新着色 D 以匹配 B 的颜色。

Kempe 还试图证明五阶顶点是可四色的,以证明四色定理 [Ref. 2],但 Heawood 在 1890 年证明他关于五次顶点的论点是不充分的 [Ref. 3]。让我们探讨一下如果我们尝试将我们对度数为四的顶点的推理应用于度数为五的顶点会发生什么。

数学代写|图论作业代写Graph Theory代考|The previous diagrams

前面的图表显示,当在交叉链图中一次执行两种颜色反转时,第一次颜色反转可能会破坏另一个链,从而允许第二次颜色反转影响 F 的一个邻居的颜色。当我们执行2−4反转将 B 从 2 更改为 4 ,这打破了 1-4 链。然后,当我们执行 2-3 反转以将 E 从 3 更改时,这导致 C 从 3 更改为 2 。结果,F 仍然连接到四种不同的颜色;这并没有像预期的那样反转为三个。
不幸的是,由于以下原因,您不能“同时”执行两个冲销。让我们尝试“同时”执行两个反转。在这个交叉链图中,当我们在 1-3 链的 B 侧交换 2 和 4 时,1-4 链中的一个 4 可能会变成 2,当我们在 E 侧交换 2 和 3 时1-4 链,1-3 链中的 3 之一可能会变为 2 。如下图所示:每条链中的一个 2 为灰色阴影。回想一下,这些数字是不完整的;他们专注于一个顶点 (F)、它的邻居 (A 到 E) 和 Kempe 链。其他顶点和边未显示。

请注意左侧的 3 之一如何变为 2。当我们反转时会发生这种情况C和和(最初是 3 和 2 )在 1-4 链的 E 侧。还要注意 4 个中的一个如何在右侧变为 2。当我们在 1-3 链之外反转 B 和 D(最初是 2 和 4)时,就会发生这种情况。现在我们看到了尝试同时交换两条链的颜色时会出现问题的地方。如果这两个 2 恰好通过上图虚线这样的边连接起来,如果我们同时进行双重反转,就会导致两个相同颜色的顶点共享一条边,这是不允许的。我们将在第 1 章重新讨论 Kempe 为五阶顶点着色的策略25.

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广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

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有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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