TY - GEN A1 - Ridder, Johanna T1 - Wegeprobleme der Graphentheorie T1 - Path problems in graph theory N2 - Den kürzesten Weg in einem Graphen zu finden ist ein klassisches Problem der Graphentheorie. Über einen Vortrag zu diesem Thema beim Tag der Mathematik 2007 von R. Borndörfer kam ich in Kontakt mit dem Konrad-Zuse-Zentrum (ZIB), das sich u.a. mit Wegeoptimierung beschäftigt. Ein Forschungsschwerpunkt dort ist im Rahmen eines Projekts zur Chipverifikation das Zählen von Lösungen, das, wie wir sehen werden, eng mit dem Zählen von Wegen zusammenhängt. Anhand von zwei Fragen aus der Graphentheorie soll diese Facharbeit unterschiedliche Lösungsmethoden untersuchen. Wie bestimmt man den kürzesten Weg zwischen zwei Knoten in einem Graphen und wie findet man alle möglichen Wege? Nach einer Einführung in die Graphentheorie und einer Konkretisierung der Probleme wird zunächst für beide eine Lösung mit auf Graphen basierenden Algorithmen vorgestellt. Während der Algorithmus von Dijkstra sehr bekannt ist, habe ich für das Zählen von Wegen einen eigenen Algorithmus auf der Basis der Tiefensuche entwickelt. Im zweiten Teil der Arbeit wird das Konzept der ganzzahligen Programmierung vorgestellt und die Lösungsmöglichkeiten für Wegeprobleme, die sich darüber ergeben. Schließlich wurden die vorgestellten Algorithmen am Beispiel des S- und U-Bahnnetzes von Berlin implementiert und mit Programmen, die die gleichen Fragen über ganzzahlige Programmierung lösen, verglichen. T3 - ZIB-Report - 08-26 KW - Graphen KW - Wegeprobleme KW - Zählen KW - Graphs KW - path problems KW - counting Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-10782 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Lutz-Westphal, Brigitte T1 - Die Mathematik der kürzesten Wege. Inhalte und Methoden für den Unterricht N2 - Wie findet man den optimalen Weg im U-Bahnnetz? Das Problem wird als Graph modelliert und dann eine Breitensuche durchgeführt. Will man Weglängen oder Fahrzeiten mitberücksichtigen, so braucht man den Algorithmus von Dijkstra für gewichtige Graphen. Beim Nachdenken über diese Algorithmen werden auch Fragestellungen der Graphentheorie berührt. In einem zweiten Abschnitt werden methodische Hinweise für den Unterricht in der Sekundarstufe I und II gegeben, insbesondere, wie man Lernende dazu bringen kann, ihre Ideen für Algorithmen präzise zu analysieren und zu Papier zu bringen. T3 - ZIB-Report - 04-36 KW - Schule KW - Unterricht KW - Graphenalgorithmen KW - Graphen KW - Unterrichtsmethoden Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-8116 ER - TY - GEN A1 - Krumke, Sven A1 - Noltemeier, Hartmut A1 - Wirth, Hans-Christoph T1 - Graphentheoretische Konzepte und Algorithmen N2 - Das vorliegende Skript bietet eine Einf{ü}hrung in die Graphentheorie und graphentheoretische Algorithmen. Im zweiten Kapitel werden Grundbegriffe der Graphentheorie vorgestellt. Das dritte Kapitel besch{ä}ftigt sich mit der Existenz von Wegen in Graphen. Hier wird auch die L{ö}suung des ber{ü}hmten K{ö}nigsberger Br{ü}ckenproblems aufgezeigt und der Satz von Euler bewiesen. Im vierten Kapitel wird gezeigt, wie man auf einfache Weise die Zusammenhangskomponenten eines Graphen bestimmen kann. Im Kapitel sechs wird dann sp{ä}ter mit der Tiefensuche ein Verfahren vorgestellt, das schneller arbeitet und mit dessen Hilfe man noch mehr Informationen {ü}ber die Struktur eines Graphen gewinnen kann. In den folgenden Kapiteln werden Algorithmen vorgestellt, um minimale aufspannenden B{ä}ume, k{ü}rzeste Wege und maximale Fl{ü}sse in Graphen zu bestimmen. Am Ende des Skripts wird ein kurzer Einblick in die planaren Graphen und Graphhomomorphismen geboten. T3 - ZIB-Report - 00-19 KW - Graphen KW - Algorithmen KW - Komplexit{ä}t KW - kombinatorische Optimierung Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-5873 ER -