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
和
Y
。设
P
,
Q
分别是
u
到
2
1
,
v
v
的最短路。
(
1
)如果
1
2
v
v
Q
P
+
=
或
2
1
v
v
P
Q
+
=
,则
2
1
,
v
v
到
u
的距离奇偶性相反,
2
1
,
v
v
分属于
X
和
Y
。
(
2
)否则,设
u
′
是
P
与
Q
的最后一个公共顶点,因
P
的
)
,
(
u
u
′
段和
Q
的
)
,
(
u
u
′
段都是
u
到
u
′
的最短路,故这两段长度相等。
假如
P
,
Q
的奇偶性相同,
则
P
的
)
,
(
1
v
u
′
段和
Q
的
)
,
(
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
和
Y
。
这便证明了
G
是一个二部图。
证毕。