Modéliser une situation par un graphe - Exercice 2

20 min
35
Lors d'une réunion, certaines personnes se serrent la main. On modélise la situation par un graphe : les sommets sont les personnes, et deux sommets sont reliés par une arête lorsque les deux personnes se sont serré la main.
Question 1

Expliquer pourquoi, dans tout graphe, la somme des degrés des sommets est égale au double du nombre d'arêtes.

Correction
Chaque arête a deux extrémités : elle est comptée une fois dans le degré de chacune d'elles, donc deux fois dans la somme des degrés (une boucle est comptée deux fois dans le degré de son unique sommet).
Ainsi :
somme des degreˊs des sommets=2×nombre d’areˆtes\text{somme des degrés des sommets}=2\times \text{nombre d'arêtes}

Question 2

En déduire que, dans tout graphe, le nombre de sommets de degré impair est pair.

Correction
D'après la question 11, la somme des degrés est un nombre pair.
La somme des degrés pairs est paire, donc la somme des degrés impairs est elle aussi paire (c'est la différence de deux nombres pairs).
Or une somme de nombres impairs est paire si et seulement si elle comporte un nombre pair de termes.
Finalement :
le nombre de sommets de degré impair est pair

Question 3

Sept personnes affirment chacune avoir serré la main d'exactement trois autres personnes. Est-ce possible ?

Correction
Le graphe aurait 77 sommets de degré 33 , donc 77 sommets de degré impair : c'est un nombre impair, ce qui est impossible d'après la question 22 .
On peut aussi le voir avec la somme des degrés : 7×3=217\times 3=21 est impair, alors qu'elle doit être égale au double du nombre d'arêtes.
Finalement :
ce n'est pas possible

Question 4

Et si elles sont six, chacune ayant serré la main d'exactement trois autres personnes ? Combien de poignées de main ont alors été échangées ?

Correction
Cette fois, la situation est possible, par exemple avec le graphe ci-dessous, dans lequel chaque sommet est de degré 33 :

Chaque poignée de main est une arête, donc d'après la question 11 :
nombre d’areˆtes=6×32\text{nombre d'arêtes}=\dfrac{6\times 3}{2}
Ainsi :
nombre de poigneˊes de main=9\text{nombre de poignées de main}=9

Signaler une erreur

Aide-nous à améliorer nos contenus en signalant les erreurs ou problèmes que tu penses avoir trouvés.

Connecte-toi ou crée un compte pour signaler une erreur.