Изменения

Перейти к: навигация, поиск
Нет описания правки
{{Лемма
|about=
о разности потоков
|statement=
Пусть <tex> f </tex> и <tex> g </tex> - потоки равной величины в сети <tex> G </tex>. Тогда <tex> g </tex> можно представить как сумму <tex> f </tex> и нескольких циклов в остаточной сети <tex> G_f </tex>, т.е. <tex>g = f + \sum_{i} C_i </tex>.
|proof=
Рассмотрим разность потоков <tex> g - f </tex>. Она имеет поток величины <tex> 0 </tex>. Построим ее декомпозицию. В декомпозиции могут быть только циклы, т.к. наличие путей <tex> s \leadsto t</tex> противоречило бы нулевой величине потока. Таким образом получили разбиение разности потоков на циклы. Заметим, что <tex> g(u,v) - f(u,v) \le c(u, v) - f(u, v) = c_f(u, v)</tex>, т.е. все циклы принадлежат <tex>G_f</tex>.
}}
 
{{Лемма
|about=
об эквивалентности свойства потока быть минимальной стоимости и отсутствии отрицательных циклов в остаточной сети
|statement= Следующие утверждения эквивалентны:*Поток <tex> f </tex> {{---}} минимальной стоимости.<tex> \iff </tex> в остаточной сети <tex> G_f </tex> нет циклов отрицательного веса.
|proof=
*<tex>\Rightarrow </tex>
Пустим по <tex> C </tex> поток <tex> f_+ = c_m </tex>.
Так как сумма весов по циклу отрицательна и поток по каждому ребру одинаков, то <tex> \sum_{(u,v ) \in VE} p(u,v) \cdot f_+(u,v) < 0</tex>
<tex>\Rightarrow </tex> <tex>\sum_{(u,v ) \in VE} p(u,v) \cdot (f + f_+)(u,v) < \sum_{(u,v ) \in VE} p(u,v) \cdot f</tex> <tex>\Rightarrow f </tex> {{---}} не минимальный. Противоречие.
*<tex>\Leftarrow </tex>
От противного. Пусть Рассмотрим поток <tex> f </tex> - не минимальной стоимости. Тогда существует : в <tex> f_m G_f </tex> - поток минимальной нет циклов отрицательной стоимости и того же объема.Существует поток Рассмотрим <tex> f_- </tex>, такой что <tex>f_m = f + f_-~,~|f_-| = 0~,~\sum_{u,v \in V} p(u,v) \cdot f_-(u,v) < 0' </tex>. По [[Теорема_о_декомпозиции|теореме о декомпозиции]] <tex> f_- </tex> представим в виде совокупности <tex> P_i </tex>, где поток <tex>f_i</tex> (<tex>f_-</tex> по <tex>P_i</tex>) положителен и для каждого <tex>i</tex> верно одно из двух утверждений:* <tex> P_i </tex> - путь из истока в сток.* <tex> P_i </tex> - цикл.Если из истока в сток - изменится объем потокаминимальной стоимости, что противоречит условиют.<tex>\Rightarrow \forall i~ P_i - </tex> циклеТак как все потоки по циклам положительны, <tex> sgn(\sum_{u,v \in V} p(u,v)f') <= sgn(\sum_{u,v \in V} p(u,v) \cdot f_i(u,v)f)</tex> Рассмотрим <tex>P_i</tex>:*. По лемме представим <tex>f' = f + \sum_{uv \in P_ii} p(u,v)= 0 \Rightarrow P_iC_i </tex> - цикл нулевого веса. Тогда <tex>\exists j~:~P_j</tex> - цикл ненулевого весаПо условию стоимости всех циклов не отрицательны.*Получаем <tex>\sum_{uv \in P_i} p(u,vf')> 0 \Rightarrow P_i</tex> - цикл положительного веса. Рассмотрим <tex>f_* = p(f_- - f_if)</tex>. Стоимость <tex>f_*</tex> меньше стоимости <tex>f_-</tex> <tex>\Rightarrow f_m</tex> - не минимальной стоимости. Противоречие.*<tex>\sum_{uv \in P_i} p(u,vf') = p(f)< 0 \Rightarrow P_i</tex> - цикл отрицательного веса. Противоречие.
}}
[[Категория: Задача о потоке минимальной стоимости]]
Анонимный участник

Навигация