设是G=(V,E)一个图,证明 G是二部图当且仅当不含有奇圈。

2025-03-03 08:47:52
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回答1:

证明:

必要性
:设
0
1
0
v
v
v
v
C
k
󰀢
=
是二部图
)
,
(
E
Y
X
G

=
的一个圈。无妨设
X
v

0

由二部图的定义知,
Y
v

1

X
v

2

󰀢
,一般地,
X
v
i

2

Y
v
i

+
1
2


󰀢
,
1
,
0
=
i


又因
X
v

0
,故
Y
v
k

,因而
k
是奇数。注意到圈
C
上共有
1
+
k
条边,因此是偶圈。

充分性
:设
G
不含奇圈。取
)
(
G
V
u

,令

}
)
,
(
|
)
(
{
odd
v
u
d
G
V
v
X


=

}
)
,
(
|
)
(
{
even
v
u
d
G
V
v
Y


=


任取一条边
2
1
v
v
e
=
,欲证
2
1
,
v
v
分属于
X

Y
。设
P

Q
分别是
u

2
1
,
v
v
的最短路。


1
)如果
1
2
v
v
Q
P
+
=

2
1
v
v
P
Q
+
=
,则
2
1
,
v
v

u
的距离奇偶性相反,
2
1
,
v
v
分属于
X

Y



2
)否则,设
u


P

Q
的最后一个公共顶点,因
P

)
,
(
u
u

段和
Q

)
,
(
u
u

段都是
u

u

的最短路,故这两段长度相等。

假如
P

Q
的奇偶性相同,

P

)
,
(
1
v
u

段和
Q

)
,
(
2
v
u

段奇偶性相同,
这两段与边
e
构成一个奇圈,与定理条件矛盾。可见
P

Q
的奇偶性不同,从而
2
1
,
v
v
分属于
X

Y


这便证明了
G
是一个二部图。

证毕。