如何通过归纳证明强连通有向图最多有2n -2个边?

时间:2011-11-16 23:07:17

标签: algorithm graph graph-theory

我有一个强连接的有向图,但删除它的任何边缘会使图形不再强烈连接。

如何证明这样的图形不超过2n-2个边缘? (其中n≥3)

我一直在寻找文学几天,但似乎从来没有这样做过。任何提示都表示赞赏。

3 个答案:

答案 0 :(得分:2)

这是一个大纲(省略细节以避免完全破坏考试问题)。

  1. 证明图G具有简单的周期C。
  2. 证明G尾部和头部属于V(C)的每个弧都属于C.
  3. 证明G / C(通过收缩C中的每个弧从G获得的图形)是强连接的,并且对于G / C中的所有弧e,子图G / C-e没有强连接。
  4. 通过强诱导得出结论,G具有至多2 | V(G)| - 2弧。

答案 1 :(得分:0)

据我所知,您可以使用一个非常简单的算法来建设性地证明它,也许这可以帮助归纳出可能的证明。

  1. 您首先要拾取一个任意节点r并从中运行BFS-得到的是一棵有正好有n-1个边和n个顶点(都可以从r到达)的有向树。

  2. 现在,从原始图上获取转置图(G ^ T),然后再次从r运行BFS-您得到的是一棵正好具有n-1个边和n个顶点的有向树(都可以从r到达)

  3. 最后,检查后一棵树中的每条边,并将其(反向)添加到第一棵树中(仅当尚未在其中时)。此步骤可确保从图形中的每个顶点均可到达r,并且由于可从r中获取每个顶点-您获得的是强连通的跨子图。

    • 请注意,我们最多将n-1个边添加到第一棵树中,其中n-1以-开始,因此结果图中最多存在n-1 + n-1 = 2n-2个边。 / li>

答案 2 :(得分:-2)

这是不真实的。通过反例证明。 图中有节点A,B和C

  • A - >乙
  • B - > A
  • A - > ç
  • B - > ç
  • C - >乙

这是紧密联系的。

如果我删除了C-> B,那么C被隔离(你无法从中获取任何东西)并且没有强烈连接。因此,我提供了一个图表:

  1. 强烈关联
  2. 拥有超过2n-2个节点
  3. 如果我删除一条边,则不再强烈连接