พิสูจน์ว่าทุกเส้นทางที่ยาวที่สุดมีจุดยอดอย่างน้อยหนึ่งจุดร่วมกัน


14

หากกราฟเชื่อมต่อกันและไม่มีเส้นทางที่มีความยาวมากกว่าแสดงว่าทุกเส้นทางในGของความยาวkมีจุดยอดอย่างน้อยหนึ่งจุดร่วมกัน GkGk

ฉันคิดว่าจุดสุดยอดทั่วไปควรอยู่กลางเส้นทางทั้งสอง เพราะถ้ากรณีนี้ไม่ได้แล้วเราจะได้มีเส้นทางของความยาว>k k ฉันถูกไหม?


2
ตัวอย่างตัวอย่างสำหรับกราฟกำกับที่ไม่ได้เชื่อมต่ออย่างยิ่ง: จุดยอด , ขอบ , , , เส้นทางและไม่มีอะไรเหมือนกัน จุดสุดยอด A → C A → D B → D A → C B → DA,B,C,DA→CA→DB→DA→CB→D
— sdcvvc

@sdcvvc คุณสามารถระบุเป็นคำตอบได้

2
@sdcvvc ฉันเดาว่าคำถามถูก จำกัด ให้ใช้กราฟที่ไม่ได้บอกทิศทาง
— กราฟิลส์

คุณสามารถยืนยัน (หรือไม่แข็งแรง) ว่าเป็นกราฟที่ไม่ได้ถูกบอกทิศทางและคุณกำลังพิจารณาเส้นทางที่ง่าย (= รอบที่ปราศจากวัฏจักร) เท่านั้น? G
— Gilles 'หยุดความชั่วร้าย'

@Gilles ใช่กราฟไม่ได้ถูกบอกทิศทางและเส้นทางเดินซึ่งมีขอบและจุดยอดที่แตกต่างกัน
— Saurabh

คำตอบ:


21

สมมติว่าความขัดแย้งและเป็นสองพา ธ ในของความยาวโดยไม่มีจุดยอดที่แชร์P1=⟨v0,…,vk⟩P2=⟨u0,…,uk⟩Gk

ในฐานะที่เป็นมีการเชื่อมต่อมีเส้นทางเชื่อมต่อวีฉันจะU Jสำหรับบางผม, เจ∈ [ 1 , k ]เช่นที่P 'หุ้นไม่มีจุดที่มีP 1 ∪ P 2อื่นที่ไม่ใช่วีฉันและยูเจ พูดว่าP ′ = ⟨ v i , x 0 , … , x b , u jGP′viuji,j∈[1,k]P′P1∪P2viujP′=⟨vi,x0,…,xb,uj⟩ (โปรดทราบว่าอาจไม่มีจุดยอดxiกล่าวคือbอาจเป็น0 - สัญกรณ์มีข้อบกพร่องเล็กน้อย)

โดยไม่สูญเสียของทั่วไปเราอาจคิดว่าi,j≥⌈k2⌉(เราสามารถย้อนกลับจำนวนได้เสมอ) จากนั้นเราสามารถสร้างเส้นทางใหม่P∗=⟨v0,…,vi,x1,…,xb,uj,…,u0⟩(โดยไปตามP1ถึงvi, จากนั้นข้ามสะพานก่อตัวขึ้น โดยP′ถึงujจากนั้นไปตามP2ถึงu0)

เห็นได้ชัดว่าP∗มีความยาวอย่างน้อยk+1แต่ตรงกันข้ามนี้สมมติฐานที่ว่าGมีเส้นทางของความยาวมากกว่าไม่มีkk

ดังนั้นความยาวสองเส้นทางใด ๆ ของkจะต้องตัดอย่างน้อยหนึ่งจุดยอดและการสังเกตของคุณว่ามันต้องอยู่ตรงกลาง (ถ้ามีเพียงอันเดียว) ตามที่คุณให้เหตุผล


ผมคิดว่าคุณต้องไม่เช่นนั้นเส้นทางใหม่จะไม่จำเป็นต้องใช้อีกต่อไป โปรดทราบว่าb=0เป็นไปได้ j≤⌊k2⌋b=0
— กราฟิลส์

1
@ ราฟาเอลใช่ฉันไม่ได้ระบุอย่างชัดเจน (และใช้สัญกรณ์ที่ทำให้เข้าใจผิดเล็กน้อย) แต่สามารถเป็น0อย่างมีความสุขสะพานจะเพิ่มขอบอย่างน้อยหนึ่งเสมอแม้ว่าแม้ว่าจุดยอดเดียวในP ′คือv iและu เจ . บนจุดแรกที่ทราบว่าผมได้สร้างเส้นทางจากวี0 → วีฉัน → ยูเจ → U 0ดังนั้นเจ≥ ⌈ kb0P′viujv0→vi→uj→u0ถูกต้อง ถ้ามันจะไปยูkแล้วเจ≤⌊kj≥⌈k2⌉ukจะเป็นเงื่อนไขที่เหมาะสม j≤⌊k2⌋
— ลุคแมททีสัน

1

คุณถูกต้องที่จุดสุดยอดทั่วไปจะต้องเกิดขึ้นกลางเส้นทางทั้งสอง

อย่างไรก็ตามสัญชาตญาณจะไม่แก้ปัญหาจริงที่คุณกำลังพยายามแก้ไข

แทนที่จะพยายามแสดงให้เห็นว่าเมื่อกำหนดจุดใดก็ได้ในเส้นทางส่วนของเส้นทางจาก (และรวมถึง) ที่ชี้ไปที่ปลายด้านหนึ่งของเส้นทางเดิมจะต้องมีมากกว่าครึ่งหนึ่งของโหนดเป็นเส้นทางแบบเต็ม

เมื่อคุณแสดงให้เห็นว่าคุณจะสามารถแก้ปัญหาที่คุณถูกถามและตรวจสอบการคาดเดาของคุณ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.