Upload
apridita
View
181
Download
21
Embed Size (px)
DESCRIPTION
kumpulan tugas graf
Citation preview
BUKU MONTGOMERY, HALAMAN 7 NO1.5
Buatlah cerita sekreatif mungkin dari soal 1.5
Jawab :
Minho dibawa ke suatu tempat yang tidak ia ketahui, disana ia bertemu dengan anak-anak lain seusia dengannya. Disaat mereka berkumpul, ternyata mereka menyadari bahwa mereka diberikan sebuah kertas dan kertas itu merupakan petunjuk agar mereka dapat keluar dari tempat tersebut. Didalam kertas itu terdapat gambar sebuah peta dengan 13 titik yang dilambangkan dengan huruf abjad. Mereka berada dititik A dan jalan keluarnya ada dititik L. Akhirnya mereka sepakat untuk mendiskusikan cara agar dapat keluar dari tempat itu. Bagaimana mereka menemukan jalan keluar dan ada berapa cara agar mereka sampai dititik L tersebut ? buatlah jalan keluar tersebut dalam bentuk graf ? Berikut disertai juga peta yang mereka peroleh
Jawab:
Rute 1 : AB, BD, DF, FG, GH, HJ, JM, ML
Rute 2 : AB, BD, DG, GH, HJ, JM, ML
Rute 3 : AB, BD, DE, EG, GH, HJ, JM, ML
GRAF L
M
CF
A
I
H
J
KG
E
B
D
TEOREMA HAVEL HAKIMI
Sebuah barisan S, d1, d2, …, dp bilangan bulat positif dengan
adalah graf jika dan hanya jika barisan adalah
graf
Bukti :
( <= ) misalkan S1 adalah graf
Maka terdapat graf sederhana G’ dengan
Sebuah graf baru yaitu graf G dapat digambarkan dengan menambahkan sebuah titik baru
yaitu dan menghubungkan
Tampak bahwa G adalah graf sederhana dan mempunyai barisan derajat
sehingga S adalah graf
(=>) misalkan S adalah barisan graf, maka terdapat graf G dengan barisan derajat S dan
untuk Hal ini mempunyai dua kemungkinan
yaitu :
i. jika adjacent dengan maka graf mempunyai barisan derajat
sehingga merupakan graf
ii. jika tidak adjacent dengan semua titik maka terdapat titik
dengan adjacent dengan tetapi tidak dengan . Jika maka
titik dapat diubah tanpa mempengaruhi derajat-derajatnya. Misalkan
, oleh karena derajat dari dan terdapat titik sedemikian sehingga
adjacent dengan tetapi tidak dengan
contoh :
Misalkan graf G’ adalah graf yang diperoleh dari G dengan menghapus garis dan dan
menambahkan garis
G G’
Hasilnya graf G’ mempunyai barisan derajat d akan tetapi, di G’ jumlah derajat-derajat dari titik-
titik yang adjacent dengan lebih besar daripada di G. Akibatnya, jika dilanjutkan prosedur ini
akan diakhiri saat sebuah graf dengan barisan derajat d dimana memenuhi hipotesis dari
kemungkinan pertama . Jadi S adalah graf .
V1
V5
Vr
Vt
V1 Vr
V5 Vt
ALGORITMA BARISAN BILANGAN BULAT POSITIF
1) jika beberapa bilangan pada barisan melebihi p – 1, maka barisan bukan sebuah graf. Jika tidak melebihi p – 1 maka lanjutkan ke langkah selanjutnya
2) jika semua bilangan pada barisan adalah 0, maka barisan adalah graf. 3) Jika barisan terdapat bilangan negative maka barisan bukan graf , jika tidak maka
lanjutkan ke langkah selanjutnya4) Susun angka dari yang besar ke yang terkecil5) Hilangkan angka pertama, misalkan n dari barisan dan kurangkan dengan satu dari angka
setelah n sebanyak n angka pada barisan, lanjutkan ke langkah 1
Contoh :
Apakah barisan berikut merupakan graf ? jika ya kontruksi grafnya
ALGORITMA DJIKSTRA
Input : Graf bobot G dengan
Step 1 : Labeli titik dengan dan untuk setiap titik selain .
Labeli titik dengan (dalam praktek diganti dengan bilangan yang
“sangat besar”
Tulis
Step 2 : Misalkan minimum
Step 3 : Jika , STOP dan beri pesan “Panjang lintasan terpendek dari ke adalah
”
Step 4 : Untuk setiap sisi , , ganti label dengan
Step 5 : Tulis , dan kembali ke step 2
Contoh :
Carilah jalan terpendek dari dari graf bobot diatas
Jawab :
-
Titik
0Titik
λ 0
T - - -
V1
V3V2 V4 V5
V6
V7
V8 V9 V10 V11
V12
14
3 5 6
28
1
2 5
5 33
4 7 6
12
-
-
Titik
λ 0
T -
-
-
-
Titik
λ 0
T - -
-
-
0
-
-
-
Titik
λ 0
T - - - -
Titik
λ 0
T - - - - -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Titik
λ 0
T - - - - - -
Titik
λ 0
T - - - - - - -
Titik
λ 0
T - - - - - - - -
Titik
λ 0
T - - - - - - - - - - - -
Karena terkait dengan ,
tetapi bukan merupakan anggota
T lagi maka, sudah bernilai tetap.
terkait dengan lain dimana
lain tersebut bukan merupakan anggota T
lagi sehinga semua sudah bernilai tetap.
Karena label permanen dari adalah
panjang lintasan terpendek dari
dari graf bobot diatas adalah 8.
Dengan metode telusur balik dari ,
perhatikan bahwa :
Jadi,
dengan demikian sebuah lintasan terpendek
dengan panjang 8 dari di graf
bobot diatas adalah lintasan
BLOK PADA GRAF
Blok dari suatu graf adalah graf tak kosong terhubung yang tidak memiliki cut-vertex. Setiap 2 blok mempunya satu titik yang sama yang disebut cut-vertex
Contoh :
Bloknya
V1V2
V3
V4 V5
V6 V7
V8
V9 V10
V1 V2
V3
V3
V5
V5V4
V5
V6 V7
V8
V8
V9 V10
1)
B2
B1
B4
B3
B5
3)2)
V1 V2V3 V4 V5
bloknya
bloknya
Teorema 1
Sebuah graph G dengan adalah block jika dan hanya jika untuk setiap 2 titik di G berada pada
sikel di G.
Akibat
Sebuah graph G dengan adalah block jika dan hanya jika terdapat 2 lintasan yang berada
di G.
Teorema 2
Misal G adalah graph terhubung dengan satu atau lebih cut-vertex sekurang-kurangnya terdapat 2
block di G yang mana setiap block termuat tepat satu cut-vertex.
Teorema 3
Misal G adalah graph yang memuat sekurang-kurangnya satu cut-vertex, kemudian
V1 V2
V3 V4
V2
V5
B1B2
V1
V2V3
V4 V5
V1
V2
V2
V3
V3
V4 V5
Teorema 4
Pusat dari setiap graph terhubung G terdapat pada block tunggal di G.
Teorema 5
Setiap block kritikal yang sekurang-kurangnya memiliki 4 titik yang memuat sebuah titik berderajat
2.
Akibat
Jika G adalah block minimal yang sekurang-kurangnya memiliki 4 titik, maka G memuat sebuah titik
yang berderajat 2
SEJARAH GRAF HAMILTON
Pada tahun 1859, Sir William R Hamilton membuat suatu permainan yang kemudian menawarkannya ke sebuah pabrik mainan di Dublin. Permainan tersebut dari kayu berbentuk DODECAHEDRON beraturan yakni sebuah Polihedron dengan dua belas muka dengan dua puluh titik sudut. Tiap muka berbentuk sebuah pentagon beraturan dan tiap titik sudutnya dibentuk oleh tiga sisi berbeda. Tiap titik sudut dari dodecahedron tersebut diberi nama ibu kota Negara terkenal seperti London, New York, Paris dll.
Permainan yang dapat dilakukan adalah membentuk perjalanan keliling dunia, yang mengunjungi setiap ibukota tepat satu kali dan kembali lagi ke kota asal. Persoalan ini dinamakan mencari sirkuit Hamilton. Berikut gambar bentuk pola dodecahedron.
Syarat cukup graf hamilton
Teorema
Jika G graph sederhana dengan n titik dan untuk setiap dua titik dan yang tidak
berhubungan secara langsung di G berlaku , maka G graph Hamilton.
Bukti :
(G)
Andaikan G bukan graph Hamilton, maka G bukan graph komplit . Akibatnya, terdapat 2
titik di G yang tidak berhubungan langsung.
Karena G bukan graph Hamilton maka dengan menambahkan beberapa sisi akan diperoleh
maximal-non-Hamilton . non Hamilton, maka terdapat 2 titik di yang tidak berhubungan
langsung.
(G*)
Bentuk graph yaitu . Graph adalah graph Hamilton. Akibatnya, lintasan
Hamilton di yang berawal di titik dan berakhir di titik . , maka .
Karena jika tidak maka di akan terdapat sikel Hamilton. Pada ini bertentangan bahwa non
Hamilton.
Sehingga, jika , maka ( karena sederhana )
kontradiksi dengan (1) (terbukti)
TRAVELING SALESMAN PROBLEM (TSP)
Traveling Salesman Problem (TSP) ditemukan pada tahun 1800 oleh matematikawan
Irlandia Sir William Rowan Hamilton dan matematikawan Inggris Thomas Penyngton Kirkman,
Traveling Salesman Problem (TSP) adalah suatu permasalahan dimana seorang sales harus
melalui semua kota yang ditunjuk dengan jarak yang paling pendek dan setiap kota hanya boleh
dilalui satu kali. Penyelesaian dalam TSP adalah jalur yang dilalui oleh salesman sesuai dengan
batasan diatas. Penyelesaian terbaik adalah jalur dengan jarak terpendek. TSP adalah salah satu
contoh permasalahan kombinatorial dengankemungkinan penyelesaian yang sangat banyak.
Aplikasi TSP:
1. Pak Pos mengambil surat di kotak pos yang tersebar pada n buah lokasi di berbagai sudut
kota.
2. Lengan robot mengencangkan n buah mur pada beberapa buah peralatan mesin dalam
sebuah jalur perakitan.
3. Produksi n komoditi berbeda dalam sebuah siklus.
ALGORITMA TSP
Algoritma exhaustive, yaitu dengan mencari semua kombinasi yang mungkin terjadi,
kemudian memilih kombinasi perjalanan dengan jarak terdekat, algoritma ini mempunyai
kompleksitas .
Permasalahan :
Diberikan n buah kota serta diketahui jarak antara setiap kota satu dengan kota yang lain.
Temukan perjalanan (tour) terpendek yang melalui setiap kota lainnya dengan hanya sekali
melewati kota-kota tersebut dan kembali lagi ke kota asal keberangkatan.
Permasalahan TSP ini dimodelkan sebagai graf lengkap dengan n buah simpul. Bobot
pada setiap setiap sisi menyatakan jarak antara dua buah kota yang bertetangga.
Permasalahan TSP tidak lain adalah menemukan sirkuit Hamilton dengan bobot paling
minimum.
Algoritma exhaustive search untuk persoalan TSP :
- Enumerasikan (list) semua sirkuit Hamilton dari graf lengkap dengan n buah simpul.
- Hitung (evaluasi) bobot setiap sirkuit Hamilton yang ditemukan pada langkah 1.
- Pilih sirkuit Hamilton yang mempunyai bobot paling terkecil.
Aplikasi TSP Pada Kota :
1. TSP Dengan 3 Kota.
TSP dengan 3 kota (1, 2, 3) hanya mempunyai satu kemungkinan seperti gambar dibawah
ini :
TSP dengan 3 kota tidak perlu diselesaikan menggunakan komputer.
2. TSP Dengan 4 Kota.
Graf di atas memiliki sirkuit Hamilton Misalkan simpul a adalah kota
tempat dimulainya perjalanan (starting city). Enumerasikan semua sirkuit hamilton
sebagai berikut :
I1 = (a, b, c, d, a) atau (a, d, c, b, a) ==> panjang = 10 + 12 + 8 + 15 = 45I2 = (a, c, d, b, a) atau (a, b, d, c, a) ==> panjang = 12 + 5 + 9 + 15 = 41I3 = (a, c, b, d, a) atau (a, d, b, c, a) ==> panjang = 10 + 5 + 9 + 8 = 32
Jadi, sirkuit Hamilton terpendek adalah I3 = (a, c, b, d, a) atau (a, d, b, c, a) dengan panjang sirkuit = 10 + 5 + 9 + 8 = 32.
3. TSP Dengan 5 Kota.
Graf di atas memiliki sirkuit Hamilton Misalkan simpul a adalah kota
tempat dimulainya perjalanan (starting city). Enumerasikan semua sirkuit hamilton
sebagai berikut :
I1 = (1, 2, 3, 4, 5,1) atau (1, 5, 4, 3, 2,1)
I2 = (1,2,5,4,3,1) atau (1,3,4,5,2,1)
I3 = (1,2,3,5,4,1) atau (1,4,5,3,2,1 )
:
:
:
I12 =………………………………………
TSP dengan 5 kota mulai perlu diselesaikan menggunakan komputer. Teknik yang
dipakai bisa berupa mencoba semua kemungkinan dan dibandingkan jaraknya untuk
memperoleh jarak paling pendek.
4. TSP Dengan N Kota.
TSP dengan n kota (1, 2, 3, 4, 5,…, n) mempunyai kemungkinan.
TSP dengan 15 kota mempunyai atau 4,3589 x 1010 kemungkinan. Metode
pencarian satu-satu memerlukan waktu yang sangat lama.
TSP dengan 20 kota mempunyai atau 6,08 x 1016 kemungkinan, suatu jumlah yang
sangat besar. Dengan menganggap bahwa komputer mampu menyelesaikan 1 Giga (109)
proses per-detik maka untuk mencari semua solusi diperlukan 6,08 x 107 detik atau 1,69 x
104 jam atau 704 hari. Waktu yang sangat lama.
ALGORITMA KRUSKAL
Algoritma Kruskal adalah algoritma untuk mencari pohon merentang minimum secara
langsung didasarkan pada algoritma MST (Minimum Spanning Tree) umum. Pada algoritma
Kruskal sisi-sisi di dalam graf diurut terlebih dahulu berdasarkan bobotnya dari kecil ke besar.
Sisi yang dimasukkan ke dalam himpunan T adalah sisi graf G sedemikian sehingga T adalah
pohon. Pada keadaan awal, sisi-sisi sudah diurut berdasarkan bobot membentuk hutan (forest).
Hutan tersebut dinamakan hutan merentang (spanning forest). Sisi dari graf G ditambahkan ke T
jika tidak membentuk sirkuit di T. Sisi dari Graf G ditambahkan ke T jika ia tidak membentuk
cycle.
Langkah-langkah untuk mencari bobot minimum:
Input : Graph bobot terhubung dengan titik
Step 1 : Buat graph hanya terdiri dari titik saja
Step 2 : Pilih sisi dengan bobot minimum
Step 3 : Jika sisi telah terpilih ( , STOP dan beri pesan adalah pohon
rentang minimal di . Jika , kembali ke Step 2
Contoh :
carilah pohon rentang minimum dari graf berikut dengan menggunakan dan algoritma kruskal
C 23 G
A 32 B F
D 19 E
Jawab :
Berdasarkan gambar di atas, maka dilakukan pengurutan sisi pada graf mulai dari sisi dengan
bobot terkecil sampai terbesar dapat dilihat pada tabel berikut:
Bobot Sisi
17 18
22
2530
17 (A,C)
18 (G,F)
19 (D,E)
20 (E,F)
23 (C,G)
25 (D,G)
26 (A,D)
30 (C,E)
32 (A,B)
C G
A B F penambahan sisi AC
D E
C G
A B F penambahan sisi GF
D E
C G
A B F penambahan sisi DE
D E
C G
A B F penambahan sisi EF
D E
C G
A B F penambahan sisi CG
D E
C G
A B F penambahan sisi DG
tidak bisa dilakukan karena
membentuk sikel
D E
C G
A B F penambahan sisi AD
tidak bisa dilakukan karena
membentuk sikel
D E
C G
A B F penambahan sisi CE
tidak bisa dilakukan karena
membentuk sikel
D E
C G
A B F penambahan sisi AB
Sehingga membentuk pohon
rentang minimun
D E
Jumlah dari pohon rentang minimum diatas adalah
AC + GF + DE + EF + CG + AB = 17 + 18 + 19 + 20 + 23 + 32 = 129
ALGORITMA PRIM
Menurut definisi dari Wikipedia, Algoritma Prim adalah sebuah algoritma dalam teori
graf untuk mencari pohon rentang minimum untuk sebuah graf berbobot yang saling terhubung.
Bila graf tersebut tidak terhubung, maka graf itu hanya memiliki satu pohon rentang minimum
untuk satu dari komponen yang terhubung. Algoritma Prim dimulai pada simpul (vertex) yang
mempunyai sisi (edge) dengan bobot terkecil. Sisi yang dimasukkan ke dalam himpunan T
(Tree ) adalah sisi graf G yang bersisian dengan sebuah simpul di T, sedemikian sehingga T
adalah pohon. Sisi dari graf G ditambahkan ke T jika ia tidak membentuk cycle.
Langkah-langkah untuk mencari bobot minimum:
Input : Graph bobot terhubung dengan titik
Step 1 : Pilih sebuah titik di dan tulis
Step 2 : Pilih sebuah sisi dengan bobot minimal yang menghubungkan sebuah titik
dengan sebuah titik yang bukan titik di .
Jika terdapat lebih dari satu sisi yan demikian, pilih salah satu sebarang. Tulis
.
Step 3 : Jika sisi telah terpilih ( , STOP dan beri pesan adalah pohon
rentang minimal di . Jika , kembali ke Step 2.
Contoh :
carilah pohon rentang minimum dari graf berikut dengan menggunakan dan algoritma prim
C 23 G
A 32 B F
17 18
22
2530
D 19 E
Jawab :
Langkah 1 : pilih
A
Langkah 2 : pilih dengan bobot 17
C
A
Langkah 2 : pilih dengan bobot 23
C G
A
Langkah 2 : pilih dengan bobot 18
C G
A F
Langkah 2 : pilih dengan bobot 28
C G
A F
E
Langkah 2 : pilih dengan bobot 19
C G
A F
D E
Langkah 2 : pilih dengan bobot 32
C G
A B F
D E
Jumlah dari pohon rentang minimum diatas adalah
AC + GF + DE + EF + CG + AB = 17 + 18 + 19 + 20 + 23 + 32 = 129
MEMAHAMI T.A GRAF
APLIKASI TEORI GRAF PADA KNIGHT’S TOUR
(PERJALANAN KUDA CATUR)
A. Aplikasi teori graf pada permainan knight’s tour
Pada permainan ini agar mudah dimengerti dapat dimodelkan dalam sebuah graf ,
dimana setiap 2 titik dihubungkan oleh 1 sisi dengan syarat membentuk langkah kuda.
Langkah kuda dalam knight’s tour adalah langkah kuda tertutup dimana setiap kotak dari
papan catur dapat dilewati kuda tepat satu kali dan kembali pada posisi semula. Untuk
menentukan langkah kuda tertutup ini digunakan sirkuit Hamilton.
Cara menentukan sirkuit Hamilton pada knight’s tour adalah melihat adanya
sirkuit Hamilton dalam papan catur berukuran
B. Eksistensi sirkuit Hamilton pada papan catur berukuran
Papan catur berukuran terkecil yang memungkinkan adanya sirkuit Hamilton
yaitu :
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena terdapat satu titik yang tidak dilewati oleh kuda. jadi, kuda tidak dapat
melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena terdapat titik yang tidak dilewati oleh kuda. jadi, kuda tidak dapat
melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena terdapat satu titik yang tidak dilewati oleh kuda. jadi, kuda tidak dapat
melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena darimanapun kuda mulai melangkah terdapat satu titik yang tidak
dilewati oleh kuda. jadi, kuda tidak dapat melewati semua titik pada papan catur tepat
satu kali.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena terdapat titik yang tidak dilewati oleh kuda. jadi, kuda tidak dapat
melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena terdapat titik yang tidak dilewati oleh kuda. jadi, kuda tidak dapat
melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena kuda dapat melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali dan dapat
kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena kuda dapat melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali dan dapat
kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena kuda dapat melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali dan dapat
kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena kuda dapat melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali dan dapat
kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena kuda dapat melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali dan dapat
kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa tidak terdapat sirkuit Hamilton namun terdapat
lintasan Hamilton pada papan catur karena kuda dapat melewati semua titik
pada papan catur tepat satu kali tapi tidak bisa kembali posisi awal.
Papan catur berukuran
Pada gambar diatas terlihat bahwa terdapat sirkuit Hamilton pada papan catur
karena kuda dapat melewati semua titik pada papan catur tepat satu kali dan dapat
kembali posisi awal.
C. Membuktikan pada papan catur berukuran terdapat lintasan Hamilton atau
sirkuit Hamilton
Uuntuk menunjukkan bahwa terdapat lintasan Hamilton pada setiap papan catur
berukuran dengan dan terdapat sirkuit Hamilton dalam setip papan
catur berukuran dengan adalah bilangan genap, maka terlebih dahulu akan
dibuktikan pola yang menunjang pernyataan tersebut.
Pola 1
Setiap papan catur ukuran dengan memiliki sebuah lintasan Hamilton yang
berawal pada petak sudut kiri bawah dan keluar pada petak kanan bawah atau pada kotak
kanan atas.
Bukti :
Dalam pembuktian ini akan ditunjukkan bahwa terdapat sebuah lintasan Hamilton yang
berawal pada petak kiri bawah dan berakhir pada petak kanan bawah atau petak kanan
atas untuk papan catur berukuran dengan
Untuk R = 5
Maka papan catur berukuran akan ditunjukkan terdapat lintasan hamilton
pada gambar (a) kuda mulai bergerak dari petak sudut kiri bawah (no.1) dan berakhir
pada petak kanan bawah (no.25). Pada gambar (b) kuda mulai bergerak dari petak
kiri bawah (no.1) dan berakhir pada petak kanan atas (no.25). Dari dua gambar diatas
terbukti bahwa terdapat lintasan Hamilton pada papan catur berukuran karena
setiap petak papan catur dapat dilewati kuda tepat satu kali tapi kuda tidak bisa
kembali ke posisi awal.
Untuk R = 6
Maka papan catur berukuran akan
ditunjukkan terdapat lintasan hamilton
(a) (b)
Pada gambar (a) kuda mulai bergerak dari petak sudut kiri bawah (no.1) dan berakhir
pada petak kanan bawah (no.30). Pada gambar (b) kuda mulai bergerak dari petak kiri
bawah (no.1) dan berakhir pada petak kanan atas (no.30). Dari dua gambar diatas terbukti
bahwa terdapat lintasan Hamilton pada papan catur berukuran karena setiap petak
papan catur dapat dilewati kuda tepat satu kali tapi kuda tidak bisa kembali ke posisi
awal.
Untuk R = 7
Maka papan catur berukuran akan ditunjukkan terdapat lintasan hamilton
(a) (b)
pada gambar (a) kuda mulai bergerak dari petak sudut kiri bawah (no.1) dan berakhir
pada petak kanan bawah (no.35). Pada gambar (b) kuda mulai bergerak dari petak
kiri bawah (no.1) dan berakhir pada petak kanan atas (no.35). Dari dua gambar diatas
terbukti bahwa terdapat lintasan Hamilton pada papan catur berukuran karena
setiap petak papan catur dapat dilewati kuda tepat satu kali tapi kuda tidak bisa
kembali ke posisi awal.
Untuk R = 8
Maka papan catur berukuran akan ditunjukkan terdapat lintasan hamilton
(a) (b)
pada gambar (a) kuda mulai bergerak dari petak sudut kiri bawah (no.1) dan berakhir
pada petak kanan bawah (no.40). Pada gambar (b) kuda mulai bergerak dari petak
kiri bawah (no.1) dan berakhir pada petak kanan atas (no.40). Dari dua gambar diatas
terbukti bahwa terdapat lintasan Hamilton pada papan catur berukuran karena
setiap petak papan catur dapat dilewati kuda tepat satu kali tapi kuda tidak bisa
kembali ke posisi awal.
Untuk R = 9
Maka papan catur berukuran akan ditunjukkan terdapat lintasan hamilton
Pada gambar diatas kuda mulai bergerak dari petak kiri bawah (no.1) dan berakhir
pada petak kanan bawah (no.45). Dari gambar diatas terbukti bahwa terdapat lintasan
Hamilton pada papan catur berukuran karena setiap petak papan catur dapat
dilewati kuda tepat satu kali tapi kuda tidak bisa kembali ke posisi awal.
Selanjutnya untuk kasus dapat ditulis M = 5T + R dengan
terbentuk sebuah lintasan Hamilton untuk papan berukuran dengan
yang berawal dipetak sudut kiri bawah dab berakhir pada petak kanan bawah.
Dari pembuktian diatas dapat disimpulkan bahwa pola tersebut lintasan Hamilton.
Pola 2
Setiap papan berukuran dengan memiliki sebuah lintasan Hamilton yang
berawal di petak sudut kiri bawah dan berakhir pada petak kiri atas dan juga memiliki
sirkuit Hamilton.
Bukti :
Dalam pembuktian ini akan ditunjukkan bahwa terdapat sebuah lintasan Hamilton yang
berawal pada petak sudut kiri bawah dan berakhir pada petak kiri atas atau untuk papan
catur berukuran dengan
Untuk R = 5
Papan catur berukuran akan ditunjukkan terdapat lintasan hamilton
Pada gambar diatas kuda mulai bergerak dari petak kiri bawah (no.1) dan berakhir
pada petak kiri atas (no.30). Dari gambar diatas terbukti bahwa terdapat lintasan
Hamilton pada papan catur berukuran karena setiap petak papan catur dapat
dilewati kuda tepat satu kali tapi kuda tidak bisa kembali ke posisi awal.
Untuk R = 5
Papan catur berukuran akan ditunjukkan terdapat sirkuit Hamilton
Pada gambar diatas kuda mulai bergerak dari petak kiri bawah (no.1) dan berakhir
pada petak kiri bawah (no.30). Dari gambar diatas terbukti bahwa terdapat sirkuit
Hamilton pada papan catur berukuran karena setiap petak papan catur dapat
dilewati kuda tepat satu kali tapi kuda dapat kembali ke posisi awal.
Dari pembuktian diatas dapat disimpulkan bahwa pola tersebut memiliki sebuah sirkuit
Hamilton.
Pernyataan :
Setiap papan catur berukuran dengan NM genap , memiliki sebuah
sirkuit Hamilton .
Bukti :
Asumsikan N genap dan . Partisi papan menjadi dua sub papan yaitu papan
berukuran dan sebuah papan berukuran .
Contoh pola pada papan catur 5 x 5 dimulai dari sudut kanan bawah
C1 adalah titik awal dan F1 adalah titik akhir lintasan Hamilton pada papan 5 x M.
Kemudian perhatikan gambar berikut
Contoh pola pada papan catur berukuran 5 x 5 dimulai dari sudut kanan atas
C2 adalah titik awal dan F2 adalah titik akhir lintasan Hamilton pada papan (N-5) x M.
Sebagai titik awal pilih petak sudut kiri atas dari papan berukuran (N-5) x M. karena N-5
adalah ganjil, dimana terdapat sebuah lintasan Hamilton yang berakhir pada sebuah petak
yang dapat masuk ke pertak sudut kanan bawah dari papan berukuran 5 x M.
Dengan mencerminkan “lintasan” yang diperoleh pada pola 1 terhadap sumbu vertical,
diperoleh sebuah lintasan Hamilton pada papan berukuran 5 x M. Yang berawal pada
petak sudut kanan bawah dan keluar pada petak kiri bawah, masuk ke petak kiri atas
papan berukuran (N-5) x M.
Contoh gabungan pola pada papan catur berukuran 5 x 5
Dari gambar diatas jika dimulai C2 maka akan kembali ke C2 akibatnya diperoleh sebuah
sirkuit Hamilton. Jika asumsinya adalah M genap dan , maka argumentasi yang
sama dapat digunakan dengan penukaran baris dan kolom.
Contoh pernyataan diatas dapat diaplikasikan pada papan catur berukuran 10 x 10
Dengan menerapkan pernyataan diatas jika kita mulai dari F1 maka akan kembali ke F1,
akibatnya diperoleh sebuah sirkuit Hamilton. Dalam grafnya dapat dibuat sebagai berikut.
Dari pembahasan diatas dapat dibuat table sebagai berikut :
M
N1 2 3 4 5 6 7 8
1 - - - - - - - -
2 - - - - - - - -
3 - - - LH - - LH LH
4 - - LH - LH - LH LH
5 - - - LH LHSH
LHLH
SH
LH
6 - - - -SH
LH
SH
LH
SH
LH
SH
LH
7 - - LH LH LHSH
LHLH
SH
LH
8 - - LH LHSH
LH
SH
LH
SH
LH
SH
LH
Keterangan :
LH : Lintasan Hamilton
SH : Sirkuit Hamilton
Dari table diatas dapat dinyatakan pada papan catur berukuran , , ,
, , terdapat lintasan Hamilton, pada papan catur berukuran ,
terdapat lintasan Hamilton dan pada papan catur berukuran, , , , terdapat
sirkuit Hamilton, pada papan catur berukuran , , , , terdapat sirkuit
Hamilton , pada papan catur berukuran , , , terdapat lintasan
Hamilton dan , terdapat sirkuit Hamilton, pada papan catur berukuran ,
terdapat lintasan Hamilton dan , , , terdapat sirkuit
Hamilton. Jika pada papan catur terdapat sirkuit Hamilton maka juga terdapat lintasan
Hamilton pada papan catur tersebut. Bentuk dari papan catur ini dapat digunakan untuk
papan catur yang lebih besar dari
D. Kesimpulan
Pada permainan knight’s tour terdapat sirkuit Hamilton. Dan untuk setiap papan catur
berukuran dimana NM genap dan , memiliki sebuah sirkuit Hamilton.