Изменения

Для графа G эквивалентны следующие утверждения:

# G — дерево

# G — граф, отличный от <tex> K_3 \cup K_1 </tex> и <tex> K_3 \cup K_2 </tex>, а также <tex> p = q + 1 </tex>, где <tex>p</tex> — количество вершин, а <tex>q</tex> количество ребер, и при добавлении любого ребра для несмежных вершин появляется один простой цикл

* <tex> 1 \Rightarrow 2 </tex> Граф связен, поэтому любые две вершнины соединены путем. Граф ацикличен, значит путь единственен, а также [[Теорема о существовании простого пути в случае существования пути|прост]], поскольку никакой путь не может зайти в одну вершину два раза, потому что это противоречит ацикличности.

* <tex> 7 \Rightarrow 1 </tex> Если <tex>G</tex> имеет простой цикл, то он является отдельной компонентой <tex>K_3</tex> по ранее доказанному. Все остальные компоненты должны быть деревьями, но для выполнения соотношения <tex> p = q + 1 </tex> должно быть не более одной компоненты отличной от <tex>K_3</tex>, так как в <tex>K_3</tex> <tex> p = q = 3 </tex>. Если это дерево содержит простой путь длины 2, то в <tex>G</tex> можно добавить ребро так, что образуются два простых цикла. Следовательно, этим деревом является <tex>K_1</tex> или <tex>K_2</tex>. Значит <tex>G</tex> является <tex>K_3 \cup K_1</tex> или <tex>K_3 \cup K_2</tex>, которые мы исключили из рассмотрения. Значит наш граф ацикличен. Если <tex>G</tex> ациклический и <tex> p = q + 1 </tex>, то из <tex> 4 \Rightarrow 5 </tex> и <tex> 5 \Rightarrow 6 </tex> верно, что <tex>G</tex> — связен. В итоге получаем, что <tex>G</tex> является деревом по определению.

==Литература==