Os grafos podem modelar pontos turísticos dentro de uma região e as rotas para chegar nos pontos turísticos. Um parque quer construir vias pavimentadas para chegar a cada uma de suas atrações: lago, parquinho infantil, área de corrida, quadras poliesportivas e assim por diante, mas que o trecho pavimentado seja o mais curto possível, mas sem criar ciclos. O grafo abaixo modela o parque. Os valores nas arestas correspondem à distância entre os pontos turísticos do parque. Assinale a alternativa que corresponde ao algoritmo aplicado e valor do custo mínimo.

Questão

Os grafos podem modelar pontos turísticos dentro de uma região e as rotas para chegar nos pontos turísticos. Um parque quer construir vias pavimentadas para chegar a cada uma de suas atrações: lago, parquinho infantil, área de corrida, quadras poliesportivas e assim por diante, mas que o trecho pavimentado seja o mais curto possível, mas sem criar ciclos. O grafo abaixo modela o parque. Os valores nas arestas correspondem à distância entre os pontos turísticos do parque.

Assinale a alternativa que corresponde ao algoritmo aplicado e valor do custo mínimo.

Imagem 1

Grafo (nós e arestas com pesos):

  • Nós (posições aproximadas): A (superior esquerda), D (esquerda média), E (inferior esquerda), B (centro-esquerdo), G (centro-direita), F (superior direita), H (inferior direita)
  • Arestas e pesos:
    • A–B: 10
    • A–D: 10
    • A–F: 40
    • B–D: 20
    • B–E: 20
    • B–G: 5
    • F–G: 5
    • F–H: 70
    • G–H: 40
    • E–H: 50 (Correspondem às distâncias entre os pontos turísticos no grafo do enunciado.)

Alternativas

Aplicar primeiro o algoritmo de Dijkstra e depois o algoritmo de Kruskal. Valor do custo mínimo é 80.

Aplicar o algoritmo de Dijkstra. Valor do custo mínimo é 70.

Alterar o grafo para orientado e aplicar o algoritmo de Dijkstra. Valor do custo mínimo é 90.

Aplicar os algoritmos de Prim ou Kruskal. Valor do custo mínimo é 80.

96%

Alterar para grafo orientado e aplicar os algoritmos de Prim ou Kruskal, mas considerar os valores maiores no lugar dos valores menores. Valor do custo mínimo é 180.

Explicação

O enunciado pede construir vias para chegar a cada atração com trecho total o mais curto possível e sem criar ciclos. Isso caracteriza exatamente o problema da Árvore Geradora Mínima (AGM) em um grafo não orientado e ponderado. Os algoritmos clássicos para AGM são Prim ou Kruskal (Dijkstra é para menor caminho a partir de uma origem, não para conectar todos os nós com custo total mínimo).

Vamos calcular o custo mínimo (Kruskal): ordenar arestas por peso e ir escolhendo as menores que não formem ciclo.

Arestas (peso):

  • 55: B ⁣GB\!- G, F ⁣GF\!- G
  • 1010: A ⁣BA\!- B, A ⁣DA\!- D, E ⁣GE\!- G
  • 2020: B ⁣DB\!- D, B ⁣EB\!- E, D ⁣ED\!- E
  • 4040: A ⁣FA\!- F, G ⁣HG\!- H
  • 5050: E ⁣HE\!- H
  • 7070: F ⁣HF\!- H

Seleção (evitando ciclos):

  1. B ⁣GB\!- G (5)
  2. F ⁣GF\!- G (5)
  3. A ⁣BA\!- B (10)
  4. A ⁣DA\!- D (10)
  5. E ⁣GE\!- G (10) Até aqui conectamos A,B,D,E,F,GA,B,D,E,F,G.
  6. Para incluir HH, a menor aresta que o liga à árvore é G ⁣HG\!- H (40) (melhor que E ⁣H=50E\!- H=50 e F ⁣H=70F\!- H=70).

Total: 5+5+10+10+10+40=805+5+10+10+10+40 = 80.

Logo, o algoritmo adequado é Prim ou Kruskal, e o custo mínimo é 80.

Alternativa correta: (D).

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