Файл:MST-example.png

2015-01-12T18:01:13Z

Savelin:

Остовные деревья: определения, лемма о безопасном ребре

2015-01-11T11:12:48Z

Savelin: /* Необходимые определения */

==Необходимые определения==
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный [[Основные определения теории графов|граф]] <tex> G =( V, E ) </tex>, где <tex>V </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов| вершин]], <tex>E </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов|ребер]]. Вес ребра определяется, как функция <tex> w : E \to \mathbb{R} </tex>.
{{Определение
|definition =
'''Остовное дерево''' (англ. ''spanning tree'') графа <tex> G = ( V, E ) </tex> {{---}} ациклический связный подграф данного связного неориентированного графа.

'''Минимальное остовное дерево''' (англ. ''minimum spanning tree'') графа <tex> G = ( V, E ) </tex> {{---}} это его ациклический связный подграф, в который входят все его вершины, обладающий минимальным суммарным весом ребер.
}}
Заметим, что граф может содержать несколько минимальных остовных деревьев.
Для формулировки и доказательства леммы о безопасном ребре рассмотрим следующие определения.
{{Определение
|definition =
Пусть <tex>G'</tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G = ( V, E ) </tex>.
Ребро <tex> \langle u, v \rangle \notin G' </tex> называется '''безопасным''' (англ. ''safe edge''), если при добавлении его в <tex> G' </tex>, <tex> G' \cup \{ \langle u, v \rangle \}</tex> также является подграфом некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G </tex>.

'''Разрезом''' (англ. ''cut'') неориентированного графа <tex> G = ( V, E ) </tex> называется разбиение <tex> V </tex> на два непересекающихся подмножества: <tex> S </tex> и <tex> T = V \setminus S </tex>. Обозначается как <tex> \langle S, T \rangle </tex>.

Ребро <tex> \langle u, v \rangle \in E </tex> '''пересекает''' (англ. ''crosses'') разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>, если один из его концов принадлежит множеству <tex> S </tex>, а другой {{---}} множеству <tex> T </tex>.
}}

==Лемма о безопасном ребре==
{{Теорема
|statement=
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный граф <tex> G = ( V, E ) </tex> с весовой функцией <tex>w : E \to \mathbb{R}</tex>. Пусть <tex> G' = ( V, E' ) </tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева <tex> G </tex>, <tex> \langle S, T \rangle </tex> {{---}} разрез <tex> G </tex>, такой, что ни одно ребро из <tex> E' </tex> не пересекает разрез, а <tex> \langle u, v \rangle </tex> {{---}} ребро минимального веса среди всех ребер, пересекающих разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>. Тогда ребро <tex> e = \langle u, v \rangle </tex> является безопасным для <tex> G'</tex>.
|proof=
[[Файл:Лемма_о_безопасном_ребре.png‎|right|thumb|300px]]
Достроим <tex> E' </tex> до некоторого минимального остовного дерева, обозначим его <tex>T_{min}</tex>. Если ребро <tex>e \in T_{min}</tex>, то лемма доказана, поэтому рассмотрим случай, когда ребро <tex>e \notin T_{min}</tex>. Рассмотрим путь в <tex>T_{min}</tex> от вершины <tex>u</tex> до вершины <tex>v</tex>. Так как эти вершины принадлежат разным долям разреза, то хотя бы одно ребро пути пересекает разрез, назовем его <tex>e'</tex>. По условию леммы <tex>w(e) \leqslant w(e')</tex>. Заменим ребро <tex>e</tex> в <tex>T_{min}</tex> на ребро <tex>e'</tex>. Полученное дерево также является минимальным остовным деревом графа <tex>G</tex>, поскольку все вершины <tex>G</tex> по-прежнему связаны и вес дерева не увеличился. Следовательно <tex>E' \cup \{e\} </tex> можно дополнить до минимального остовного дерева в графе <tex>G</tex>, то есть ребро <tex>e</tex> {{---}} безопасное.
}}

==Cм. также==
*[[Алгоритм Прима]]
*[[Алгоритм Краскала]]
*[[Алгоритм Борувки]]

==Источники информации==
* Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. {{---}} Алгоритмы. Построение и анализ : Вильямс, 2-е издание, 2005, С. 644-649

[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Остовные деревья ]]

Остовные деревья: определения, лемма о безопасном ребре

2015-01-11T09:55:06Z

Savelin: /* Лемма о безопасном ребре */

==Необходимые определения==
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный [[Основные определения теории графов|граф]] <tex> G =( V, E ) </tex>, где <tex>V </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов| вершин]], <tex>E </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов|ребер]]. Вес ребра определяется, как функция <tex> w : E \to \mathbb{R} </tex>.
{{Определение
|definition =
'''Минимальное остовное дерево''' (англ. ''minimum spanning tree'') графа <tex> G = ( V, E ) </tex> {{---}} это его ациклический связный подграф, в который входят все его вершины, обладающий минимальным суммарным весом ребер.
}}
Заметим, что граф может содержать несколько минимальных остовных деревьев.
Для формулировки и доказательства леммы о безопасном ребре рассмотрим следующие определения.
{{Определение
|definition =
Пусть <tex>G'</tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G = ( V, E ) </tex>.
Ребро <tex> \langle u, v \rangle \notin G' </tex> называется '''безопасным''' (англ. ''safe edge''), если при добавлении его в <tex> G' </tex>, <tex> G' \cup \{ \langle u, v \rangle \}</tex> также является подграфом некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G </tex>.

'''Разрезом''' (англ. ''cut'') неориентированного графа <tex> G = ( V, E ) </tex> называется разбиение <tex> V </tex> на два непересекающихся подмножества: <tex> S </tex> и <tex> T = V \setminus S </tex>. Обозначается как <tex> \langle S, T \rangle </tex>.

Ребро <tex> \langle u, v \rangle \in E </tex> '''пересекает''' (англ. ''crosses'') разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>, если один из его концов принадлежит множеству <tex> S </tex>, а другой {{---}} множеству <tex> T </tex>.
}}

==Лемма о безопасном ребре==
{{Теорема
|statement=
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный граф <tex> G = ( V, E ) </tex> с весовой функцией <tex>w : E \to \mathbb{R}</tex>. Пусть <tex> G' = ( V, E' ) </tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева <tex> G </tex>, <tex> \langle S, T \rangle </tex> {{---}} разрез <tex> G </tex>, такой, что ни одно ребро из <tex> E' </tex> не пересекает разрез, а <tex> \langle u, v \rangle </tex> {{---}} ребро минимального веса среди всех ребер, пересекающих разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>. Тогда ребро <tex> e = \langle u, v \rangle </tex> является безопасным для <tex> G'</tex>.
|proof=
[[Файл:Лемма_о_безопасном_ребре.png‎|right|thumb|300px]]
Достроим <tex> E' </tex> до некоторого минимального остовного дерева, обозначим его <tex>T_{min}</tex>. Если ребро <tex>e \in T_{min}</tex>, то лемма доказана, поэтому рассмотрим случай, когда ребро <tex>e \notin T_{min}</tex>. Рассмотрим путь в <tex>T_{min}</tex> от вершины <tex>u</tex> до вершины <tex>v</tex>. Так как эти вершины принадлежат разным долям разреза, то хотя бы одно ребро пути пересекает разрез, назовем его <tex>e'</tex>. По условию леммы <tex>w(e) \leqslant w(e')</tex>. Заменим ребро <tex>e</tex> в <tex>T_{min}</tex> на ребро <tex>e'</tex>. Полученное дерево также является минимальным остовным деревом графа <tex>G</tex>, поскольку все вершины <tex>G</tex> по-прежнему связаны и вес дерева не увеличился. Следовательно <tex>E' \cup \{e\} </tex> можно дополнить до минимального остовного дерева в графе <tex>G</tex>, то есть ребро <tex>e</tex> {{---}} безопасное.
}}

==Cм. также==
*[[Алгоритм Прима]]
*[[Алгоритм Краскала]]
*[[Алгоритм Борувки]]

==Источники информации==
* Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. {{---}} Алгоритмы. Построение и анализ : Вильямс, 2-е издание, 2005, С. 644-649

[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Остовные деревья ]]

Остовные деревья: определения, лемма о безопасном ребре

2015-01-11T09:54:06Z

Savelin: /* Необходимые определения */

==Необходимые определения==
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный [[Основные определения теории графов|граф]] <tex> G =( V, E ) </tex>, где <tex>V </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов| вершин]], <tex>E </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов|ребер]]. Вес ребра определяется, как функция <tex> w : E \to \mathbb{R} </tex>.
{{Определение
|definition =
'''Минимальное остовное дерево''' (англ. ''minimum spanning tree'') графа <tex> G = ( V, E ) </tex> {{---}} это его ациклический связный подграф, в который входят все его вершины, обладающий минимальным суммарным весом ребер.
}}
Заметим, что граф может содержать несколько минимальных остовных деревьев.
Для формулировки и доказательства леммы о безопасном ребре рассмотрим следующие определения.
{{Определение
|definition =
Пусть <tex>G'</tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G = ( V, E ) </tex>.
Ребро <tex> \langle u, v \rangle \notin G' </tex> называется '''безопасным''' (англ. ''safe edge''), если при добавлении его в <tex> G' </tex>, <tex> G' \cup \{ \langle u, v \rangle \}</tex> также является подграфом некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G </tex>.

'''Разрезом''' (англ. ''cut'') неориентированного графа <tex> G = ( V, E ) </tex> называется разбиение <tex> V </tex> на два непересекающихся подмножества: <tex> S </tex> и <tex> T = V \setminus S </tex>. Обозначается как <tex> \langle S, T \rangle </tex>.

Ребро <tex> \langle u, v \rangle \in E </tex> '''пересекает''' (англ. ''crosses'') разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>, если один из его концов принадлежит множеству <tex> S </tex>, а другой {{---}} множеству <tex> T </tex>.
}}

==Лемма о безопасном ребре==
{{Теорема
|statement=
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный граф <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> с весовой функцией <tex>w : E \to \mathbb{R}</tex>. Пусть <tex> G' = \langle V, E' \rangle </tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева <tex> G </tex>, <tex> \langle S, T \rangle </tex> {{---}} разрез <tex> G </tex>, такой, что ни одно ребро из <tex> E' </tex> не пересекает разрез, а <tex> \langle u, v \rangle </tex> {{---}} ребро минимального веса среди всех ребер, пересекающих разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>. Тогда ребро <tex> e = \langle u, v \rangle </tex> является безопасным для <tex> G'</tex>.
|proof=
[[Файл:Лемма_о_безопасном_ребре.png‎|right|thumb|300px]]
Достроим <tex> E' </tex> до некоторого минимального остовного дерева, обозначим его <tex>T_{min}</tex>. Если ребро <tex>e \in T_{min}</tex>, то лемма доказана, поэтому рассмотрим случай, когда ребро <tex>e \notin T_{min}</tex>. Рассмотрим путь в <tex>T_{min}</tex> от вершины <tex>u</tex> до вершины <tex>v</tex>. Так как эти вершины принадлежат разным долям разреза, то хотя бы одно ребро пути пересекает разрез, назовем его <tex>e'</tex>. По условию леммы <tex>w(e) \leqslant w(e')</tex>. Заменим ребро <tex>e</tex> в <tex>T_{min}</tex> на ребро <tex>e'</tex>. Полученное дерево также является минимальным остовным деревом графа <tex>G</tex>, поскольку все вершины <tex>G</tex> по-прежнему связаны и вес дерева не увеличился. Следовательно <tex>E' \cup \{e\} </tex> можно дополнить до минимального остовного дерева в графе <tex>G</tex>, то есть ребро <tex>e</tex> {{---}} безопасное.
}}

==Cм. также==
*[[Алгоритм Прима]]
*[[Алгоритм Краскала]]
*[[Алгоритм Борувки]]

==Источники информации==
* Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. {{---}} Алгоритмы. Построение и анализ : Вильямс, 2-е издание, 2005, С. 644-649

[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Остовные деревья ]]

Остовные деревья: определения, лемма о безопасном ребре

2015-01-10T08:23:44Z

Savelin: /* Источники информации */

==Необходимые определения==
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный [[Основные определения теории графов|граф]] <tex> G =\langle V, E \rangle </tex>, где <tex>V </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов| вершин]], <tex>E </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов|ребер]]. Вес ребра определяется, как функция <tex> w : E \to \mathbb{R} </tex>.
{{Определение
|definition =
'''Минимальное остовное дерево''' (англ. ''minimum spanning tree'') графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> {{---}} это его ациклический связный подграф, в который входят все его вершины, обладающий минимальным суммарным весом ребер.
}}
Заметим, что граф может содержать несколько минимальных остовных деревьев.
Для формулировки и доказательства леммы о безопасном ребре рассмотрим следующие определения.
{{Определение
|definition =
Пусть <tex>G'</tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex>.
Ребро <tex> \langle u, v \rangle \notin G' </tex> называется '''безопасным''' (англ. ''safe edge''), если при добавлении его в <tex> G' </tex>, <tex> G' \cup \{ \langle u, v \rangle \}</tex> также является подграфом некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G </tex>.

'''Разрезом''' (англ. ''cut'') неориентированного графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> называется разбиение <tex> V </tex> на два непересекающихся подмножества: <tex> S </tex> и <tex> T = V \setminus S </tex>. Обозначается как <tex> \langle S, T \rangle </tex>.

Ребро <tex> \langle u, v \rangle \in E </tex> '''пересекает''' (англ. ''crosses'') разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>, если один из его концов принадлежит множеству <tex> S </tex>, а другой {{---}} множеству <tex> T </tex>.
}}

==Лемма о безопасном ребре==
{{Теорема
|statement=
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный граф <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> с весовой функцией <tex>w : E \to \mathbb{R}</tex>. Пусть <tex> G' = \langle V, E' \rangle </tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева <tex> G </tex>, <tex> \langle S, T \rangle </tex> {{---}} разрез <tex> G </tex>, такой, что ни одно ребро из <tex> E' </tex> не пересекает разрез, а <tex> \langle u, v \rangle </tex> {{---}} ребро минимального веса среди всех ребер, пересекающих разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>. Тогда ребро <tex> e = \langle u, v \rangle </tex> является безопасным для <tex> G'</tex>.
|proof=
[[Файл:Лемма_о_безопасном_ребре.png‎|right|thumb|300px]]
Достроим <tex> E' </tex> до некоторого минимального остовного дерева, обозначим его <tex>T_{min}</tex>. Если ребро <tex>e \in T_{min}</tex>, то лемма доказана, поэтому рассмотрим случай, когда ребро <tex>e \notin T_{min}</tex>. Рассмотрим путь в <tex>T_{min}</tex> от вершины <tex>u</tex> до вершины <tex>v</tex>. Так как эти вершины принадлежат разным долям разреза, то хотя бы одно ребро пути пересекает разрез, назовем его <tex>e'</tex>. По условию леммы <tex>w(e) \leqslant w(e')</tex>. Заменим ребро <tex>e</tex> в <tex>T_{min}</tex> на ребро <tex>e'</tex>. Полученное дерево также является минимальным остовным деревом графа <tex>G</tex>, поскольку все вершины <tex>G</tex> по-прежнему связаны и вес дерева не увеличился. Следовательно <tex>E' \cup \{e\} </tex> можно дополнить до минимального остовного дерева в графе <tex>G</tex>, то есть ребро <tex>e</tex> {{---}} безопасное.
}}

==Cм. также==
*[[Алгоритм Прима]]
*[[Алгоритм Краскала]]
*[[Алгоритм Борувки]]

==Источники информации==
* Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. {{---}} Алгоритмы. Построение и анализ : Вильямс, 2-е издание, 2005, С. 644-649

[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Остовные деревья ]]

Остовные деревья: определения, лемма о безопасном ребре

2015-01-10T08:23:34Z

Savelin: /* Источники информации */

==Необходимые определения==
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный [[Основные определения теории графов|граф]] <tex> G =\langle V, E \rangle </tex>, где <tex>V </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов| вершин]], <tex>E </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов|ребер]]. Вес ребра определяется, как функция <tex> w : E \to \mathbb{R} </tex>.
{{Определение
|definition =
'''Минимальное остовное дерево''' (англ. ''minimum spanning tree'') графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> {{---}} это его ациклический связный подграф, в который входят все его вершины, обладающий минимальным суммарным весом ребер.
}}
Заметим, что граф может содержать несколько минимальных остовных деревьев.
Для формулировки и доказательства леммы о безопасном ребре рассмотрим следующие определения.
{{Определение
|definition =
Пусть <tex>G'</tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex>.
Ребро <tex> \langle u, v \rangle \notin G' </tex> называется '''безопасным''' (англ. ''safe edge''), если при добавлении его в <tex> G' </tex>, <tex> G' \cup \{ \langle u, v \rangle \}</tex> также является подграфом некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G </tex>.

'''Разрезом''' (англ. ''cut'') неориентированного графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> называется разбиение <tex> V </tex> на два непересекающихся подмножества: <tex> S </tex> и <tex> T = V \setminus S </tex>. Обозначается как <tex> \langle S, T \rangle </tex>.

Ребро <tex> \langle u, v \rangle \in E </tex> '''пересекает''' (англ. ''crosses'') разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>, если один из его концов принадлежит множеству <tex> S </tex>, а другой {{---}} множеству <tex> T </tex>.
}}

==Лемма о безопасном ребре==
{{Теорема
|statement=
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный граф <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> с весовой функцией <tex>w : E \to \mathbb{R}</tex>. Пусть <tex> G' = \langle V, E' \rangle </tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева <tex> G </tex>, <tex> \langle S, T \rangle </tex> {{---}} разрез <tex> G </tex>, такой, что ни одно ребро из <tex> E' </tex> не пересекает разрез, а <tex> \langle u, v \rangle </tex> {{---}} ребро минимального веса среди всех ребер, пересекающих разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>. Тогда ребро <tex> e = \langle u, v \rangle </tex> является безопасным для <tex> G'</tex>.
|proof=
[[Файл:Лемма_о_безопасном_ребре.png‎|right|thumb|300px]]
Достроим <tex> E' </tex> до некоторого минимального остовного дерева, обозначим его <tex>T_{min}</tex>. Если ребро <tex>e \in T_{min}</tex>, то лемма доказана, поэтому рассмотрим случай, когда ребро <tex>e \notin T_{min}</tex>. Рассмотрим путь в <tex>T_{min}</tex> от вершины <tex>u</tex> до вершины <tex>v</tex>. Так как эти вершины принадлежат разным долям разреза, то хотя бы одно ребро пути пересекает разрез, назовем его <tex>e'</tex>. По условию леммы <tex>w(e) \leqslant w(e')</tex>. Заменим ребро <tex>e</tex> в <tex>T_{min}</tex> на ребро <tex>e'</tex>. Полученное дерево также является минимальным остовным деревом графа <tex>G</tex>, поскольку все вершины <tex>G</tex> по-прежнему связаны и вес дерева не увеличился. Следовательно <tex>E' \cup \{e\} </tex> можно дополнить до минимального остовного дерева в графе <tex>G</tex>, то есть ребро <tex>e</tex> {{---}} безопасное.
}}

==Cм. также==
*[[Алгоритм Прима]]
*[[Алгоритм Краскала]]
*[[Алгоритм Борувки]]

==Источники информации==
* Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. {{---}} Алгоритмы. Построение и анализ : Вильямс, 2-е издание, 2005, С. 644—649

[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Остовные деревья ]]

2014-12-25T18:53:35Z

Savelin: переименовал Лемма о безопасном ребре в Остовные деревья: определения, лемма о безопасном ребре: Так правильнее =)

==Необходимые определения==
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный [[Основные определения теории графов|граф]] <tex> G =\langle V, E \rangle </tex>, где <tex>V </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов| вершин]], <tex>E </tex> {{---}} множество [[Основные определения теории графов|ребер]]. Вес ребра определяется, как функция <tex> w : E \to \mathbb{R} </tex>.
{{Определение
|definition =
'''Минимальным остовным деревом''' (англ. '''Minimum spanning tree''') графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> называется его ациклический связный подграф, в который входят все его вершины, обладающий минимальным суммарным весом ребер.
}}
Заметим, что граф может содержать несколько минимальных остовных деревьев.
Для формулировки и доказательства леммы о безопасном ребре рассмотрим следующие определения.
Пусть <tex>G'</tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex>.
{{Определение
|definition =
Ребро <tex> \langle u, v \rangle \notin G' </tex> называется '''безопасным''', если при добавлении его в <tex> G' </tex>, <tex> G' \cup \{ \langle u, v \rangle \}</tex> также является подграфом некоторого минимального остовного дерева графа <tex> G </tex>.

'''Разрезом''' неориентированного графа <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> называется разбиение <tex> V </tex> на два непересекающихся подмножества: <tex> S </tex> и <tex> T = V \setminus S </tex>. Обозначается как <tex> \langle S, T \rangle </tex>.

Ребро <tex> \langle u, v \rangle \in E </tex> '''пересекает разрез''' <tex> \langle S, T \rangle </tex>, если один из его концов принадлежит множеству <tex> S </tex>, а другой {{---}} множеству <tex> T </tex>.
}}

==Лемма о безопасном ребре==
{{Теорема
|statement=
Рассмотрим связный неориентированный взвешенный граф <tex> G = \langle V, E \rangle </tex> с весовой функцией <tex>w : E \to \mathbb{R}</tex>. Пусть <tex> G' = \langle V, E' \rangle </tex> {{---}} подграф некоторого минимального остовного дерева <tex> G </tex>, <tex> \langle S, T \rangle </tex> {{---}} разрез <tex> G </tex>, такой, что ни одно ребро из <tex> E' </tex> не пересекает разрез, а <tex> \langle u, v \rangle </tex> {{---}} ребро минимального веса среди всех ребер, пересекающих разрез <tex> \langle S, T \rangle </tex>. Тогда ребро <tex> e = \langle u, v \rangle </tex> является безопасным для <tex> G'</tex>.
|proof=
[[Файл:Лемма_о_безопасном_ребре.png‎|right|thumb|400px]]
Достроим <tex> E' </tex> до некоторого минимального остовного дерева, обозначим его <tex>T_{min}</tex>. Если ребро <tex>e \in T_{min}</tex>, то лемма доказана, поэтому рассмотрим случай, когда ребро <tex>e \notin T_{min}</tex>. Рассмотрим путь в <tex>T_{min}</tex> от вершины <tex>u</tex> до вершины <tex>v</tex>. Так как эти вершины принадлежат разным долям разреза, то хотя бы одно ребро пути пересекает разрез, назовем его <tex>e'</tex>. По условию леммы <tex>w(e) \le w(e')</tex>. Заменим ребро <tex>e</tex> в <tex>T_{min}</tex> на ребро <tex>e'</tex>. Полученное дерево также является минимальным остовным деревом графа <tex>G</tex>, поскольку все вершины <tex>G</tex> по-прежнему связаны и вес дерева не увеличился. Следовательно <tex>E' \cup \{e\} </tex> можно дополнить до минимального остовного дерева в графе <tex>G</tex>, то есть ребро <tex>e</tex> {{---}} безопасное.
}}

==Литература==
* Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. {{---}} Алгоритмы. Построение и анализ.
==Cм. также==
*[[Алгоритм Прима]]
*[[Алгоритм Краскала]]

[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]
[[Категория: Остовные деревья ]]

2014-05-22T09:23:09Z

Savelin: /* Алгоритм */

'''Троичный поиск''' (''ternary search, тернарный поиск'') {{---}} метод поиска минимума или максимума функции на отрезке.

== Алгоритм ==

[[File:Ternar2.png|thumb|280px|Пример. <tex>f(a) < f(b) \Rightarrow x_{min} \in [l, b]</tex>]]

Рассмотрим этот алгоритм на примере поиска минимума (поиск максимума аналогичен).

Пусть функция <tex>f(x)</tex> на отрезке <tex>[l, r]</tex> имеет минимум, и мы хотим найти точку <tex>x_{min}</tex>, в которой он достигается.

Посчитаем значения функции в точках <tex> a = l + </tex> <tex dpi = "150"> \frac{(r-l)}{3} </tex> и <tex> b = l + </tex> <tex dpi = "150"> \frac{2(r-l)}{3} </tex>.

Так как в точке <tex>x_{min}</tex> минимум, то на отрезке <tex>[l, x_{min}]</tex> функция убывает, а на <tex>[x_{min}, r]</tex> {{---}} возрастает, то есть

<tex> \forall x', x'' \in [l, r]: \\
l < x' < x'' < x_{min} \Rightarrow f(l) > f(x') > f(x'') > f(x_{min}) \\
x_{min} < x' < x'' < r \Rightarrow f(x_{min}) < f(x') < f(x'') < f(r) </tex>.

Значит если <tex>f(a) < f(b)</tex>, то <tex>x_{min} \in [l, b]</tex>,
аналогично из <tex>f(a) > f(b)</tex> следует <tex> x_{min} \in [a, r]</tex>.

Тогда нам нужно изменить границы поиска и искать дальше,
пока не будет достигнута необходимая точность, то есть <tex> r-l < \varepsilon </tex>.

=== Псевдокод ===

Рекурсивный вариант:

ternarySearchMin(f, left, right, eps)
if (right - left < eps)
return (left + right) / 2
a = (left * 2 + right) / 3
b = (left + right * 2) / 3
if (f(a) < f(b))
return ternarySearchMin(f, left, b, eps)
else
return ternarySearchMin(f, a, right, eps)

Итеративный вариант:

ternarySearchMin(f, left, right, eps)
while (right - left > eps)
a = (left * 2 + right) / 3
b = (left + right * 2) / 3
if (f(a) < f(b))
right = b
else
left = a
return (left + right) / 2

=== Время работы ===

Так как на каждой итерации мы считаем два значения функции и уменьшаем область поиска в полтора раза, пока <tex> r - l > \varepsilon</tex>,
то время работы алгоритма составит
<tex dpi = "150">2 \log_{\frac32} \left(\frac{r - l}{\varepsilon}\right)</tex>

== См. также ==

* [[Поиск с помощью золотого сечения]] {{---}} оптимизация троичного поиска.
* [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%BE%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA Троичный поиск {{---}} Википедия]
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Ternary_search Ternary search {{---}} Wikipedia]

== Литература ==

* Дональд Кнут {{---}} Искусство программирования. Том 3. Сортировка и поиск. / Knuth D.E. {{---}} The Art of Computer Programming. Vol. 3. Sorting and Searching.

[[Категория: Дискретная математика и алгоритмы]]
[[Категория: Алгоритмы поиска]]