Komplementgraph

Als Komplementgraph, komplementären Graph oder Komplement bezeichnet man in der Graphentheorie einen speziellen Graphen, den man aus einem gegebenen Graphen erhält.

Petersen-Graph (links) und dessen Komplementgraph (rechts).

Dabei besitzt der komplementäre Graph die gleichen Knoten wie der Ursprungsgraph, unterscheidet sich aber in seinen Kanten: Der Komplementgraph besitzt genau die Kanten, die der Ursprungsgraph nicht hat.

Definition

Sei $G_{1}=(V,E_{1})$ ein ungerichteter bzw. gerichteter Graph ohne Mehrfachkanten. Der ungerichtete bzw. gerichtete Graph ohne Mehrfachkanten $G_{2}=(V,E_{2})$ heißt Komplementgraph von $G_{1}$, wenn die Schnittmenge von $E_{1}$ und $E_{2}$ leer ist und die Vereinigungsmenge von $E_{1}$ und $E_{2}$

• im ungerichteten Fall die Menge aller 2-elementigen Teilmengen von V bzw.
• im gerichteten Fall das kartesische Produkt $V\times V$

ergibt.

Der Komplementgraph eines gegebenen Graphen $G$ wird häufig auch mit ${\overline {G}}$ bezeichnet. Als selbstkomplementär bezeichnet man Graphen, die isomorph zu ihrem komplementären Graphen sind.

Eigenschaften

• Das Komplement des Komplementes von $G$ ist $G$ selbst.
• Ist $|V|\geq 2$, so gilt: Ist $G$ nicht zusammenhängend, dann ist ${\overline {G}}$ zusammenhängend.
• Das Komplement eines bipartiten Graphen ist stets perfekt. Diese Aussage ist äquivalent zum Satz von König.
• Nach dem Satz von Lovász ist ein Graph genau dann perfekt, wenn sein Komplementgraph perfekt ist.

Weblinks

Commons: Komplementgraph – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien