Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Двудольные графы и раскраска в 2 цвета

528 байт убрано, 10:58, 13 января 2012
Нет описания правки
{{Определение
|definition=
Неориентированный граф <tex>G = (W,E)</tex> называется '''двудольным''', если множество его вершин можно разбить на две части <tex> U \cup V = W , \mid U\mid > 0, \mid V\mid > 0</tex>, так, что ни одна вершина в <tex>U</tex> не соединена с вершинами в <tex>U</tex> и ни одна вершина в <tex>V</tex> не соединена с вершинами в <tex>V</tex>.
}}
==Теорема Кенига==
{{Теорема
|about=
Кёниг
|statement=
Граф <tex> G </tex> с конечным числом вершин является двудольным <tex> \iff </tex> когда все циклы четныев графе <tex> G </tex> имеют чётную длину.
|proof=
''Достаточность.''
Рассмотрим двудольный граф. Начнем цикл в доли <tex> U </tex>. Нужно пройти по четному числу ребер, чтобы подняться в <tex> U </tex> снова. Следовательно, при замыкании цикла число ребер будет четным. Очевидно, что в двудольном графе нет петель.
''Необходимость.''
Пусть ненулевой граф <tex> G </tex> связен и не имеет циклов нечетной длины. Выберем произвольно вершину <tex> u </tex> и разобьем множество всех вершин на на два непересекающихся множества <tex> V_0 </tex> и <tex> V_1 </tex> так, чтобы в <tex> V_0 </tex> лежали вершины <tex> v_0 </tex>,такие что кратчайшая цепь <tex>(u, v_0)</tex> была чётной длины, а в <tex> V_1 </tex> соответственно вершины <tex>v_1</tex>, для которых длина цепи <tex>(u, v_1)</tex> - нечётная. При этом <tex> u \in V_0 </tex>
Если граф несвязный, то проведем доказательство отдельно для каждой компоненты.  Пусть граф связный и все циклы в нем четные. Выделим произвольную вершину В <tex> v_0 G </tex> и найдем произвольные цепи между <tex> v_0 </tex> и всеми остальными вершинами (например, самые короткие алгоритмом Дейкстры). Если одна цепь <tex>(v_0, v_i)</tex> нечетной длины, то и любая цепь <tex>(v_0, v_i)</tex> нечетная, иначе бы эти цепи образовали нечетный цикл.  Аналогично, если <tex>(v_0, v_i)</tex> — четная, то и любая <tex>(v_0, v_i)</tex> — четная. Разобьем вершины на две доли: в одну войдет вершина <tex> v_0 </tex> и все, находящиеся от <tex> v_0 </tex> на четном расстоянии; в другую долю поместим все вершины, находящиеся от <tex> v_0 </tex> на нечетном расстоянии. Если вершины <tex> u_1 </tex> и <tex> u_2 </tex> принадлежат одной доле, то между ними не может быть ребра, иначе это ребро вместе с цепями <tex>(v_0, u_1)</tex> и <tex>(v_0, u_2)</tex> образовали бы нечетный цикл.
}}
[[Файл:Двудольный граф.jpg|thumb|upright|Пример двудольного графа]]
=== Раскраска в 2 цвета === [[Файл:Двудольный граф.jpg|thumb|upright|Пример двудольного графа]]
Так как множество вершин двудольного графа можно разделить на 2 независимых подмножества так, что ни одна из вершин ни в одном из этих подмножеств не является смежной к вершине из этого же подмножества <tex>\Rightarrow</tex> граф <tex>G = (W,E)</tex> - 2-раскрашиваем. <tex>\chi(G) = 2</tex>.
Анонимный участник

Навигация