Graf teorisi, çizge teorisi veya çizit teorisi, grafları inceleyen matematik dalıdır. Graf, düğümler ve bu düğümleri birbirine bağlayan kenarlardan oluşan bir tür ağ yapısıdır. Bir graf, çizge veya çizit, düğümlerden (köşeler) ve bu düğümleri birbirine bağlayan kenarlardan oluşur.
Grup teorisi veya Grup kuramı, simetrileri inceleyen matematik dalıdır. Simetri kuramı olarak da adlandırılabilir. Bir nesnenin simetrileri ile kast edilen, nesneye uygulandığında nesneye hiçbir etki olmamış gibi sonuç veren dönüşümlerdir. Her nesnenin en az bir simetrisi vardır: hiçbir şey yapmadan olduğu gibi bırakma dönüşümü. Bahsettiğimiz dönüşümlerin tersleri de vardır ve aradığımız özellikleri sağlarlar. Son olarak da dönüşümlerin art arda yapılması, birleşimli bir işlemdir. Bu üç koşula sırasıyla birim elemana sahip olma, elemenların tersi olma ve grup işleminin birleşmeli olması denir. Bu kavramların matematikte soyutlanması, üzerinde tersinebilir ve bileşme özelliğine sahip ikili bir işlemin tanımlı olduğu kümeler ile yapılır. Daha detaylı açıklamak gerekirse, grup nesnesi bir küme G ve onun üzerinde tanımlı bir 
işleminden oluşur. Bu operasyonun aşağıdaki şartları sağlaması gereklidir:
Doğrusal cebir ya da lineer cebir; matematiğin, vektörler (yöney), vektör uzayları, doğrusal dönüşümler, doğrusal denklem takımları ve matrisleri (dizey) inceleyen alanıdır. Vektör uzayları, modern matematiğin merkezinde yer alan bir konudur. Bundan dolayı doğrusal cebir hem soyut cebirde hem de fonksiyonel analizde sıkça kullanılır. Doğrusal cebir, analitik geometri ile de alakalı olup sosyal bilimlerde ve fen bilimlerinde yaygın bir uygulama alanına sahiptir.
Küme, matematikte farklı nesnelerin topluluğu veya yığını olarak tanımlanmaktadır. Bu tanımdaki "nesne" soyut ya da somut bir şeydir. Fakat her ne olursa olsun iyi tanımlanmış olan bir şeyi, bir eşyayı ifade etmektedir. Örneğin, "Tüm canlılar topluluğu", "Dilimiz alfabesindeki harflerin topluluğu", "Masamın üzerindeki tüm kâğıtlar" tümcelerindeki nesnelerin anlaşılabilir, belirgin oldukları, kısaca iyi tanımlı oldukları açıkça ifade edilmektedir. Dolayısıyla bu tümcelerin her biri bir kümeyi tarif etmektedir. O halde, matematikte "İyi tanımlı nesnelerin topluluğuna küme denir." biçiminde bir tanımlama yapılmaktadır.
Hamilton Yolu, yönlü veya yönsüz bir grafta Hamilton yolu veya Hamilton devresinin olup olmadığının kararının verilmesinin problemidir.
Graf teorisinde, düğüm kümesi G = (U,V,E) olarak gösterilen iki parçalı graf'ın U veya V parçaları, "U'da bulunan her ui ve uj düğümü için, G üzerinden geçen ve 2(iki) uzunluğunda olan bir uiuj geçişi vardır" koşulunu sağlıyorsa, (konuşma diliyle G iki parçalı grafının yarısı anlamına gelecek şekilde) İki parça yarım (bipartite half) veya olarak adlandırılır.
Hamilton yolu problemi, Hamilton yolunun çözümü ile ilgili problemdir.
Düğüm matematikte ve özellikle çizge teorisinde, bir çizgeyi oluşturan temel elemandır. Bir çizge temel olarak düğüm ve kenarlardan oluşur. Çizge görselleştirilirken genellikle düğümler çember, kenarlar da çizgi veya ok şeklinde gösterilir.
Rönesans'tan bu yana, her yüzyılda, bir önceki göre daha fazla matematik problemi çözülmüştür. Yine de birçok büyük ve küçük problem çözüme kavuşturulamamıştır. Uzun süredir var olan bir sorunun çözümü için genellikle ödüller verilir ve çözülmemiş sorunların listeleri büyük önem kazanır. Çözülmemiş problemler, aralarında fizik, bilgisayar bilimi, cebir, matematiksel analiz, Kombinatorik, cebirsel geometri, ayrık geometri, Öklid geometrisi, katma ve cebirsel geometri teorileri, çizge teorisi, grup kuramı, modeller kuramı, sayılar teorisi, kümeler kuramı, Ramsey Kuramı, dinamik sistemler, Kısmi diferansiyel denklemler gibi birçok alanda varlığını sürdürmektedir.
Matematikte, özellikle doğrusal cebir ve sayısal analizde, Gram–Schmidt süreci bir dizi vektörleri bir iç çarpım uzayı içinde ortonormal etmek için kullanılan bir yöntemdir. İç çarpım uzayında olan vektörler, genellikle Öklid uzayında Rn donatılmış olan standart iç çarpım vektörlerdir. Gram–Schmidt süreci bir sonlu, doğrusal bağımsız kümeni, S = {v1, ..., vk}, k ≤ n, alıp ve R'in aynı k-boyutlu alt uzayında yayılan ortogonal kümeni, S′ = {u1, ..., uk}, üretmektedir.
Matematikte graf ya da çizge, nesne çiftlerinin bir anlamda "ilişkili" olduğu bir dizi nesne kümesini belirleyen bir yapıdır. Nesneler, köşeler adı verilen matematiksel soyutlamalara karşılık gelir ve ilgili düğüm çiftlerinin her birine bir kenar, ayrıt adı verilir. Tipik olarak bir graf, kenarları için çizgiler veya eğriler ile birleştirilen, düğümler için bir nokta veya daire kümesi olarak diyagram şeklinde gösterilir. Graflar ayrık matematikte çalışmanın amaçlarından biridir.
Çizge teorisinde, yönlü çizge düğümler ve hepsi birer yöne sahip kenarlardan oluşan çizgedir.
Pappus'un alan teoremi, verilen herhangi bir üçgenin üç kenarına yaslanmış üç paralelkenarın alanları arasındaki ilişkiyi tanımlar. Pisagor teoreminin bir genellemesi olarak da düşünülebilecek teorem, adını onu keşfeden Yunan matematikçi İskenderiyeli Pappus'tan almıştır.
Gnomon teoremi, bir gnomon'da meydana gelen belirli paralelkenarların eşit büyüklükte alanlara sahip olduğunu belirtir. Gnomon, geometride benzer bir paralelkenarı daha büyük bir paralelkenarın bir köşesinden çıkararak oluşturulan bir düzlem şeklidir; veya daha genel olarak, belirli bir şekle eklendiğinde, aynı şekle sahip daha büyük bir şekil oluşturan bir şekildir.
Çember sıkıştırma teoremi, düzlemde iç kısımları ayrık olan çemberler arasındaki olası teğetlik ilişkilerini tanımlar. Dairesel sıkıştırma, içleri ayrık olan bağlantılı bir çember koleksiyonudur. Bir çember sıkıştırmasının kesişme çizgesi (grafı), her çember için bir tepe noktasına ve teğet olan her çember çifti için bir kenara sahip olan çizgedir. Çember sıkıştırma, düzlemde veya eşdeğer olarak küre üzerindeyse, kesişme çizgesine madeni para (coin) çizgesi denir; daha genel olarak, iç-ayrık geometrik nesnelerin kesişme çizgelerine, teğetlik çizgeleri veya temas çizgeleri denir. Madeni para çizgeleri her zaman bağlı, basit ve düzlemseldir. Çember sıkıştırma teoremi, bunların bir çizgenin madeni para çizgesi olması için tek gereklilik olduğunu belirtir:
Grafik teorisinin matematiksel disiplininde, yönlendirilmemiş bir G grafiğinin çizgi grafiği, G'nin kenarları arasındaki bitişiklikleri temsil eden başka bir L (G) grafiğidir.. L(G) şu şekilde oluşturulur: G'deki her kenar için, L(G)'de bir tepe noktası yapılır; G'de ortak bir tepe noktasına sahip her iki kenar için, L(G)'de karşılık gelen köşeleri arasında bir kenar yapılır.
Rastgele yürüten algoritması, görüntü segmentasyonu için bir algoritmadır. Algoritmanın ilk açıklamasında, bir kullanıcı etkileşimli olarak az sayıda pikseli bilinen etiketlerle, örneğin "nesne" ve "arka plan" olarak etiketlemektedir. Etiketlenmemiş piksellerin her birinin rastgele bir yürüteç serbest bıraktığı düşünülmektedir. Her pikselin rastgele yürüteçlerinin ilk olarak her etiketi taşıyan bir tohuma ulaşma olasılığı hesaplanmaktadır. Yani bir kullanıcı her biri farklı bir etikete sahip K tohum yerleştirirse, o zaman gereklidir. Her piksel için, pikselden ayrılan rastgele bir yürüyenin her bir tohuma ilk varma olasılığını hesaplanır. Bu olasılıklar, bir lineer denklem sistemi çözülerek analitik olarak belirlenmektedir. Her piksel için bu olasılıkları hesapladıktan sonra, piksel, rastgele bir yürüteç gönderme olasılığı en yüksek olan etikete atanmaktadır. Görüntü, her pikselin komşu piksellere kenarlarla bağlanan bir düğüme karşılık geldiği ve kenarların pikseller arasındaki benzerliği yansıtacak şekilde ağırlıklandırıldığı bir grafik olarak modellenmektedir. Bu nedenle, rastgele yürüyüş ağırlıklı grafikte geçekleşmektedir.
Norman Linstead Biggs, ayrık matematik ve özellikle cebirsel kombinatorik üzerine odaklanan önde gelen bir İngiliz matematikçidir.
