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我将在下周完成我书中的所有练习来修改课堂测试,我对这个子图问题感到非常困惑。

目前,我的想法使我相信,由于我们已经有一个最小生成树 G,因此由于我们在该最小生成树中存在子节点,因此 G' 必须存在。就条件而言,我有点茫然。

如果 X' 的节点集和边集分别是 X 的节点集和边集的子集,则图 X' 是图 X 的子图。让我们将 (V,T) 作为 G 的最小生成树,并且 G'=(V',E') 是 G 的连通子图。

(a)证明(V′,E′∩T)是G′的最小生成树的子图。

(b) 在什么条件下 (V′,E′∩T) 是 G′ 的最小生成树?证明你的主张。

提前致谢!

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对于(一)

我真的不明白这个问题......你能解释一下吗?

对于(b)

我觉得如果

对于 if和thene=(u,v)中的每一个Tu in V'v in V'e in E

那么我们就有(V′,E′∩T)了 的最小生成树G'

因为:

  1. 如果 if和but not中e有一些,则 根本没有连接。它当然不可能是一棵生成树e=(u,v)Tu in V'v in V'in E'(V′,E′∩T)G'
  2. 如果条件成立,但(V′,E′∩T)不是 的生成树G',则G'有一个成本较低的生成树,假设它是Tg。我们可以通过以下方式构建成本低于T'的生成树:(i)从(ii)添加每个中删除每个 。生成的图是 的生成树(因为它是连接的同时具有相同数量的边)并且成本低于。所以它永远不会发生,因为我们已经知道是 的最小生成树。GTe=(u,v) , u in V' and v in V' and e in TTe=(u,v) , u in V' and v in V' and e in TgGTTTT
于 2012-10-29T20:07:44.223 回答
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(a) 正如我在评论中提到的 (V', E' ∩ T) 可能包含多个组件。通常,G' 的最小生成树将需要更多边。问题是在 E' ∩ T 中是否已经给出了一些可以不用的边。因此,我们可以将问题改写为 G' 存在最小生成树 (V', T'),使得 E' ∩ T ⊂ T'。

这是使用Kruskal 算法的证明及其正确性证明。Kruskal 算法中按权重枚举边不是确定性的。尽管边是按权重排序的,但在权重相等的边上的枚举是不确定的。然而,对于每棵生成树,都有一些边的单调枚举产生最小生成树 (V,T)。令 E_x 为权重为 x 的所有边的集合。对于排序,选择任何顺序,使得 E_x ∩ T 中的所有边都排在 E_x \ T 中的边之前。E_x ∩ T 中的所有边都不会在 Kruskal 算法中检查它们的步骤中形成循环,因为它们出现在最终的最小生成树。它们出现的顺序也无关紧要,因为顺序不会改变循环的不存在。然后,E_x\T 中的所有边都被丢弃,因为它们会形成循环,

对于下一步,我们再次在 G' 上运行 Kruskal 算法,使用的排序将产生我们给定的 G 的最小生成树。将此树称为 (V', T')。这里的关键属性是,当我们这样做时,E' ∩ T 中的所有边都在任何其他边之前添加。相反,假设某个边 t ∈ E' ∩ T 在 G' 上的运行中会被拒绝,因为它形成了一个循环。这意味着某个链 C 已经在计算 (V,T) 时边 t 是第一个连接的两个组件之间形成了连接。如果是这样,同一条链将在原始运行中连接这些组件,而他们没有。现在考虑在将 E_x ∩ T 中的边添加到进行中的树之后立即在 G' 上的 Kruskal 算法的状态。克鲁斯卡尔的任何东西

(b) 这部分主要是 (a) 部分的推论,即观察到边集 E' ∩ T 在 Kruskal 算法运行的某个点始终是有效状态。因此,如果算法在该点完成,即边集已用尽,则 E' ∩ T 恰好是最小生成树的边。条件是算法在处于这种状态时结束,因此当 (V', E' ∩ T) 连接时,Kruskal 算法终止并且 (V', E' ∩ T) 是最小生成树。相反,如果 (V', E' ∩ T) 是最小生成树,那么它必然是连通的。

于 2012-11-06T22:05:11.340 回答
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'a' 部分几乎立即从观察到最小生成树(例如(V,T))确实是最小的!这是证明的一部分的草图:

假设矛盾(V′,E′∩T)不是最小的这意味着e in E′∩T我们可以删除一些内容,同时仍保留其连接性。这意味着e也可以从 T 中删除,这显然不能,因为T它是最小的。

对于“b”部分,我认为 lavin 提供了一个不错的解决方案。希望这会有所帮助。

于 2012-11-01T02:31:17.850 回答
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我为不耐烦的人提供了一个非正式的 tl;dr 版本 :) eh9 值得赏金

a - 存在由 T 与所有边 v' 可能具有的交点形成的 v' 的生成树。E' ∩ T 必然是这个的一个子集

b - 条件是 (V', E' ∩ T) 连接时。E'中的任何非最小边和环都被与T的交集丢弃,并且任何剩余的最小连通图都是MST

于 2012-11-07T20:20:52.133 回答