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匹配与覆盖

时间:2022-10-03 10:33:27浏览次数:49  
标签:匹配 覆盖 增广 轨道 顶点 2k

匹配数:端点两两不同的边子集最大值

定义二:任意一条边都与其对应点子集有重合

性质1:最大匹配=无可增广轨道,必要性易证

G中关于M的可增广轨道定义:

v0e1v1e2v2...e(2k+1)v(2k+1),v0&v(2k+1)\notinM(未被M许配),e1e(2k+1)\notinM,e2e(2k)\inM

假设还有更大匹配M‘,M异或M'中deg(v)\in{1,2},只有4中情形,

又要符合匹配数之差=1,必有可增广轨道,paradox~

如何取得可交错轨道?

  1. M亦或M'
  2. 二分图连通域

性质2:二分图存在完备匹配\iff|N(S)|>|S|

设u未被最大匹配匹配,Z=与u有交错轨道的点集,

S=X∩Z,T=Y∩Z,(为取连通分支), 设u与y1相邻,则y1与x1匹配,

(1)N({u,x1})>1,还有y2与u或x1相邻,递推,必得可增广轨道

(2)因为连通二分图无增广轨道,必有|S|=|T|+1,矛盾

覆盖数:删除后点集无边的顶点集最大值

定义二:每条边都有一个端点属于集合C的min|C|

性质1:M为覆盖,C为匹配,|M|\leq|C|

性质2:若|M|=|C|,C为最小覆盖,M为最大匹配

性质3:二分图的|M|=|C|

证明:若将所有顶点相配,√

条件:最大匹配,无增广轨道

目标:|覆盖集|=匹配数,若反证,假设|最小覆盖集|>匹配数;2. 找到一个|覆盖集|=匹配数

有顶点(在两端)剩余,在X中未将U匹配,由于为二分图,令Z为与U有交错轨道的顶点集,

S=X∩Z,T=Y∩Z,其中S-U\subseteqM,T-U\subseteq M,

(X-S)UT为覆盖集,否则N(S)>T,矛盾

U是未匹配集,因为M是最大匹配集/(无可增广轨道uie1ti)在Y中每一邻点都是匹配边,否则可获得更大的匹配集,与U相连的都是匹配边端点T',T‘在M∩Y中的点和T’构成T,所以T中的顶点全被相配

|M|=|T|+|X-S|,Y中顶点在T中的匹配为|T|,不在T中的被X-S相配,为|X-S|,

如果X-S中与T相配,X-S与U相连

性质4:普通G有完备匹配\iffo(G-S)\leq|S|\rightarrowpeterson定理:无桥三次正则图有完备匹配

反证法可证\existsG',G'无完备匹配;\foralle,G'+e有完备匹配,

设U={v|v\inG',deg(v)=|G'|-1},G-U的奇片为G1,G2,...,Gi为完全图,

否则Gi非完全图,反证法易证存在x,y,z\inGi,xy,yz\inGi,xz\notinGi,

又\becausedeg(y)<n-1,\therefore\existsyw\notinGi.设G'=Gx+xz,Gy=G'+yw的两个最大匹配分别为M1,M2,

考虑Gx异或Gy,想得到更大的匹配必然要处理不同的边,相同的边保留较为简单

每个点分别连接Gx,Gy中一边,每个连通分支Hi均为偶圈,

  1. xz,yw分别在圈C1,C2,M2在C1中匹配+M1在C2中匹配=G'中完备匹配,矛盾
  2. xz,yw在同一个圈内,

标签:匹配,覆盖,增广,轨道,顶点,2k
From: https://www.cnblogs.com/sky1water/p/16750121.html

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