Для решения этой задачи необходимо рассмотреть возможность создания графа, который удовлетворяет следующим условиям:
- Граф состоит из 8 вершин (точек).
- Каждая вершина имеет степень 4, то есть из каждой вершины исходит ровно 4 ребра (отрезка).
- Ребра не пересекаются на плоскости.
Для построения такого графа воспользуемся концепцией регулярного графа. Регулярный граф степени 4 с 8 вершинами называется 4-регулярным графом. Однако, не все 4-регулярные графы можно нарисовать на плоскости так, чтобы ребра не пересекались. Такие графы называются планарными.
В нашем случае, задача сводится к нахождению планарного 4-регулярного графа с 8 вершинами. Одним из подходов к решению этой задачи является использование известного графа, который удовлетворяет данным условиям. Наиболее известный пример такого графа — это кубический граф или граф куба.
Построение графа куба:
Вершины графа: В графе куба каждая вершина соответствует вершине куба. Таким образом, у нас есть 8 вершин.
Ребра графа: Свяжите каждую вершину с тремя другими вершинами, которые являются соседними вершинами на кубе. Это создаст 12 ребер, и каждая вершина будет соединена с 3 другими вершинами.
Добавление ребер для удовлетворения условия степени 4: Чтобы каждая вершина имела степень 4, добавим диагональные ребра в каждой грани куба. Это добавит 6 дополнительных ребер, в результате чего каждая вершина будет иметь степень 4.
Проверка на планарность:
Граф куба можно нарисовать на плоскости без пересечения ребер. Один из способов визуализации — это изометрическая проекция куба или использование других методов укладки вершин и ребер на плоскости.
Заключение:
Таким образом, граф куба с добавленными диагональными ребрами в каждой грани соответствует условиям задачи: у нас есть 8 вершин, каждая из которых соединена ровно с 4 другими вершинами, и ребра не пересекаются на плоскости.