Grafuri neorientate și orientate

Grafuri orientate (doar matematică-informatică)

Doar la matematică-informatică. Arce, grad intern și extern, drumuri, circuite, tare conexitate, matrice și liste. Cum citești gradele direct din matrice și cum raționezi la grilele cu componente tare conexe.

  • 26 min
  • La BAC: I (4p) · Subiectul al II-lea, 2 (6p)
  • De revizuit
Ilustrație: Grafuri orientate (doar matematică-informatică)
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Doar la matematică-informatică.

  2. 02

    Arcul are sens: (x,y) pleacă din x și intră în y.

  3. 03

    În matrice: suma pe linia i este gradul extern, suma pe coloana i este gradul intern.

    Truc: Linia pleacă, coloana intră.

  4. 04

    Suma gradelor externe = suma gradelor interne = m.

  5. 05

    Maximum de arce: n(n-1). Fără circuite: n(n-1)/2.

  6. 06

    Tare conex: se poate ajunge de oriunde oriunde, respectând sensul.

  7. 07

    II.2 de la model 2027 = 6 p: drum 3 p, circuit 3 p, cu 2 p dacă nu respectă lungimea sau e elementar.

1 din 9

Pe scurt

1 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:cifră, datăidee-cheie

  • Doar la matematică-informatică.
  • Diferența față de grafurile neorientate: legătura are sens. Se numește arc și se scrie cu paranteze rotunde.
  • Din 46 de itemi de grafuri și arbori din 2023-2027, 15 sunt pe grafuri orientate, de obicei grile de 4 p; la modelul 2027 apare și la II.2.

Ideea, apoi numele oficial

4 min

Gândește-te la un oraș cu străzi cu sens unic. Intersecțiile sunt vârfuri, străzile sunt arce. Dintr-o intersecție pleacă niște străzi și în ea intră altele.

Un graf orientat cu 4 vârfuri și 4 arce

1234
Grade externe: 1, 1, 2, 0. Grade interne: 1, 1, 1, 1. Componente tare conexe: 1, 2, 3 și, separat, 4.
intersecție
Termen oficial
vârf (sau nod)
În graful de mai sus
1, 2, 3, 4
stradă cu sens unic
Termen oficial
arc
În graful de mai sus
(1,2), (2,3), (3,1), (3,4)
străzi care pleacă
Termen oficial
grad extern
În graful de mai sus
la 3: 2
străzi care intră
Termen oficial
grad intern
În graful de mai sus
la 3: 1
traseu pe sensul străzilor
Termen oficial
drum
În graful de mai sus
1, 2, 3, 4, de lungime 3
fără vârf repetat
Termen oficial
drum elementar
În graful de mai sus
2, 3, 4
traseu care revine la plecare
Termen oficial
circuit
În graful de mai sus
1, 2, 3, 1
ajungi de oriunde oriunde
Termen oficial
tare conex
În graful de mai sus
nu: din 4 nu mai pleci
grupă în care toți ajung la toți
Termen oficial
componentă tare conexă
În graful de mai sus
1, 2, 3 și, separat, 4
1 / 9

Reprezentarea

1 min

Matricea de adiacență are a[i][j]=1 dacă există arcul (i,j). Nu mai e neapărat simetrică.

Matricea grafului de mai sus

010000101001000012341234
Linia 3 are doi de 1, deci gradul extern al lui 3 este 2. Coloana 3 are un singur 1, deci gradul intern este 1.

Listele de adiacență dau, pentru fiecare vârf, vârfurile spre care pleacă arce:

1: 2
2: 3
3: 1, 4
4: (lista vidă)

Gradele, în C++, când ai matricea:

for(i=1;i<=n;i++)
{ ge[i]=0;
  gi[i]=0;
  for(j=1;j<=n;j++)
  { ge[i]=ge[i]+a[i][j];
    gi[i]=gi[i]+a[j][i];
  }
}

La citire, un arc se memorează într-un singur sens: a[x][y]=1;, fără a[y][x]. Cu liste, adaugi y doar în lista lui x.

Oficial: model 2027, II.2 (6 p)

2 min

Graf cu 5 vârfuri și arcele (4,5), (2,1), (3,1), (1,4), (1,2), (5,3). Se cere un drum cu lungimea minimum 3 și un circuit care nu este elementar.

Scrie arcele ca vecini: din 1 spre 2 și 4; din 2 spre 1; din 3 spre 1; din 4 spre 5; din 5 spre 3.

  • Drum: 2, 1, 4, 5 are 3 arce.
  • Circuit neelementar: trebuie să treacă de două ori printr-un vârf. Există două circuite elementare care se ating în 1: 1, 2, 1 și 1, 4, 5, 3, 1. Le pui cap la cap: 1, 2, 1, 4, 5, 3, 1.

Oficial: grade

3 min o întrebare la final

Iunie 2026, varianta 3, I.4. Se dă matricea cu liniile 0 1 0 0 1, 1 0 0 0 0, 1 1 0 1 0, 0 0 1 0 1, 0 0 1 1 0. Se cere numărul de vârfuri la care diferența absolută dintre gradul intern și cel extern este 1.

Grad extern, suma pe linie
1
2
2
1
3
3
4
2
5
2
Grad intern, suma pe coloană
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
Diferența absolută
1
0
2
1
3
1
4
0
5
0
1 / 3

Răspuns: 2, varianta a.

August 2025, varianta 4, I.4. Arcele sunt (3,1), (4,1), (4,2), (4,3), (5,6), (6,4). Se cere numărul de vârfuri cu gradul extern egal cu cel intern.

Extern
1
0
2
0
3
1
4
3
5
1
6
1
Intern
1
2
2
1
3
1
4
1
5
0
6
1
1 / 2

Vârfurile 3 și 6, deci 2, varianta b.

Cum afli gradul extern din matrice?

Oficial: circuite

3 min o întrebare la final

Sesiunea specială 2026, varianta 4, I.4. Matricea are liniile 0 1 1 0, 1 0 1 0, 0 0 0 1, 1 1 0 0. Se cere un circuit elementar. Verifică fiecare variantă, arc cu arc:

  • 1, 2, 1, 3, 4, 1 trece de două ori prin 1, deci nu e elementar.
  • 1, 2, 3, 4 nu revine în 1.
  • 1, 3, 4, 2, 1 are arcele (1,3), (3,4), (4,2), (2,1), toate în matrice. Varianta c.
  • 1, 4, 3, 2, 1 folosește (1,4), care nu există.

Model 2025, I.4. Arcele sunt (1,2), (1,6), (2,3), (3,1), (3,4), (4,5), (5,3), (5,6). Varianta corectă e 1, 2, 3, 1 (b). 1, 2, 3 nu se închide, 1, 2, 3, 4, 5, 3, 1 repetă 3, iar 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1 folosește arcul (6,1), care nu există.

Iunie 2025, varianta 1, I.5. Graf fără circuite, cu 10 vârfuri, număr maxim de arce. Așază vârfurile în linie și trage arce doar spre dreapta. Fiecare pereche are un arc: 10·9/2 = 45, varianta b. Două arce pe aceeași pereche, câte unul în fiecare sens, ar forma un circuit.

Câte arce are maximum un graf orientat fără circuite, cu 10 vârfuri?

Oficial: componente tare conexe

8 min o întrebare la final

Model 2023, I.4. Arcele sunt (1,2), (1,3), (2,3), (2,6), (3,2), (3,4), (3,6), (4,5), (4,7), (6,1), (7,4). Se cere numărul de vârfuri al componentei tare conexe a lui 3.

Din 3 ajungi la 2, 4, 5, 6, 7, 1. Ca să se întoarcă la 3, un vârf trebuie să aibă și drum înapoi: 1, 2, 6 da; 4, 5, 7 nu, pentru că din 4 și 7 nu se revine. Componenta este 1, 2, 3, 6, deci 4, varianta c.

Rezervă 2025, I.5
Se cere
arce minime, pentru două componente tare conexe
Raționament
arcul (3,2) închide 2, 6, 4, 3 și 2, 1, 3; rămâne 5 separat
Răspuns
1 (a)
Rezervă 2026, I.5
Se cere
arce minime, pentru graf tare conex
Raționament
sunt două grupe tare conexe: 1, 2, 3 și 4, 5, 6, 7; ai nevoie de un arc în fiecare sens
Răspuns
2 (b)
Iunie 2023, I.5
Se cere
arce minime, pentru grupele 1, 3, 5, apoi 2, 4 și 6
Raționament
adaugi (5,3), (3,1), (2,4), (4,2)
Răspuns
4 (a)
Simulare 2023, I.5
Se cere
arce maxime, pentru 8 vârfuri și 3 componente cu număr par
Raționament
grupe de 2, 2, 4: în interior 2+2+12; între grupe, un sens: 4+8+8
Răspuns
36 (c)
Simulare 2024, I.5
Se cere
arce de întors, pentru tare conex
Raționament
E→C devine C→E: din C, D te poți întoarce
Răspuns
1 (a)
August 2024, I.5
Se cere
24 de vârfuri, 24 de arce, vârfuri izolate maxime
Raționament
6 vârfuri suportă 30 de arce, 5 doar 20; 24-6
Răspuns
18 (c)
Specială 2023, I.5
Se cere
din i se merge la 2i, dacă există, altfel la i-1
Raționament
urmărești drumul de la 1
Răspuns
16 (c)
Specială 2024, I.5
Se cere
5 vârfuri, drum elementar maxim
Raționament
lungimea e cel mult n-1
Răspuns
4 (c)
1 / 8

La rezervă 2025, o verificare rapidă: după (3,2), din vârful 5 nu pleacă niciun arc, deci nu poate intra în componentă.

La specială 2023, drumul este 1, 2, 4, 8, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 22, 21, 20, 19, 18, 17, adică 16 vârfuri. De la 17 s-ar ajunge la 16, deja folosit, deci drumul elementar se oprește.

Un graf are 24 de arce. Câte vârfuri izolate poate avea, maximum, din 24?

Ce se cere la BAC

3 mincum apare la examen

Tip de itemUnde a apărut

Grade din matrice sau din lista de arce
iunie 2026 I.4, august 2025 I.4
Circuit elementar, recunoscut sau scris
specială 2026 I.4, model 2025 I.4, model 2027 II.2
Componente tare conexe
model 2023 I.4, rezervă 2025 I.5, iunie 2023 I.5, simulare 2023 I.5
Devine tare conex
rezervă 2026 I.5, simulare 2024 I.5
Număr maxim de arce sau de vârfuri izolate
iunie 2025 I.5, august 2024 I.5
Drum elementar maxim
specială 2023 I.5, specială 2024 I.5

Greșeli care costă puncte

1 mincapcanele de evitat

  • Citești linia ca grad intern: linia pleacă, coloana intră.
  • Scrii arcul în sensul invers.
  • Uiți să închizi circuitul, scriind și primul vârf la final.
  • Confunzi tare conex cu conex: trebuie drum în ambele sensuri.
  • Numeri arcele ca la muchii: în graful orientat, două vârfuri pot avea două arce, câte unul pe sens.
  • Scrii [1,2] în loc de (1,2): parantezele drepte sunt pentru muchii.

Termeni-cheie

Graf orientat
O mulțime de vârfuri și o mulțime de arce. Un arc are sens: (1,2) nu este același cu (2,1).
Arc
Legătura de la un vârf la altul, scrisă între paranteze rotunde: (x,y), de la x spre y.
Grad extern
Numărul de arce care pleacă din vârf.
Grad intern
Numărul de arce care intră în vârf.
Drum, drum elementar
Drum: succesiune de vârfuri legate prin arce, în sensul lor. Elementar: vârfurile nu se repetă.
Circuit, circuit elementar
Circuit: drum cu arce diferite, care se întoarce în vârful de plecare. Elementar: nu se repetă vârfuri, în afară de primul și ultimul.
Lungime
Numărul de arce ale unui drum sau circuit.
Tare conex
Între oricare două vârfuri există drum, în ambele sensuri.
Componentă tare conexă
O grupă maximală de vârfuri, în care fiecare ajunge la fiecare.

Notițele mele

Salvat local

Surse