团饱和图:(一)EHM定理

据A. Hajnal考证,术语“饱和性”,即saturation,最早由前苏联数学家A. A. Zykov在1949年引入,用于研究线性复形,但是他的工作并没有引起图论学家的足够关注.1961年,P. Erdos和T. Gallai在研究顶点覆盖问题时提出了一个猜想,而这个猜想事实上使用了图饱和数的概念(但并没有使用该术语),这个猜想在1964年被P. Erdos,A. Hajnal和J. W. Moon证明,我们称为EHM定理.随后在1965年,A. Hajnal借鉴了Zykov使用的术语“饱和性”,定义了图的饱和性.其相关概念如下.

设\(F\)和\(G\)是两个简单图,并且\(v(F)\le v(G)\).如果\(G\)不包含同构于\(F\)的子图,那么则称\(G\)是\(F\)-自由的.如果\(G\)是\(F\)-自由的,但对任意\(e\not\in E(G)\),\(G+e\)总是包含\(F\)的一个拷贝,则称\(G\)是\(F\)-饱和的.\(F\)-饱和的\(n\)阶简单图的最少边数称为\(F\)关于\(n\)的饱和数,记作\(sat(n,F)\).所有\(F\)-饱和的、顶点数为\(n\)、边数为\(sat(n,F)\)的简单图的集合记作\(Sat(n,F)\).

设\(G\)是\(F\)-自由的.

  • 那么,我们总是默认\(v(F)\le v(G)\)且\(v(F)\ge2\).
  • 当\(v(F)=2\)时,\(G\)是平凡的.一般我们考虑\(v(F)\ge3\)的情况.

本节研究\(F=K_s\)的情况,也就是\(K_s\)-饱和图,这种图也称为团饱和图.团饱和图有一些很显然的特性,我们总结为如下引理.

引理 1.1 设\(n\)阶图\(G\)是\(K_s\)-饱和的且\(s\ge3\).那么,

  • \(\delta(G)\ge s-2\).
  • 对任意\(v\in V(G)\),\(N(v)\)中存在至少一个\((s-2)\)-团.
  • 对任意\(v\in V(G)\),\(V(G)\)可以剖分为三个部分:\(\{v\}\cup N(v)\cup N_2(v)\).
  • 对任意\(v\in V(G)\),\(u\in N_2(v)\),\(N(v)\cap N(u)\)包含一个\((s-2)\)-团.\(\blacksquare\)

实际上,Erdos和Gallai在1961年提出的猜想正是关于团饱和图.这个猜想在1964年被P. Erdos,A. Hajnal和J. W. Moon证明了,我们不妨称之为EHM定理.

定理 1.2(EHM定理) 令\(2\le s\le n\),那么

  • \(sat(n,K_s)=(s-2)n-\binom{s-1}{2}\);
  • \(Sat(n,K_s)=\{K_{s-2}\vee\overline{K_{n-s+2}}\}\).

证明 (1) 当\(s=n\)时,显然有\(sat(n,K_n)=\binom{n}{2}-1=(n-2)n-\binom{n-1}{2}\).以下不妨设\(s<n\).设\(G\)是一个最小的\(n\)阶\(K_s\)-饱和图.那么存在\(u,v\in V(G)\),使得\(uv\not\in E(G)\),并且存在一个既与\(u\)相邻也与\(v\)相邻的\((s-2)\)-团.令\(G'=G/\{u,v\}\),则\(G'\)是\((n-1)\)阶\(K_s\)-饱和图,所以\(e(G')\ge sat(n-1,K_s)\),所以\(sat(n,K_s)=e(G)\ge e(G')+(s-2)\ge sat(n-1,K_s)+(s-2)\).

将之累加可得:

\[sat(n,K_s)\ge sat(s,K_s)+(n-s)(s-2)\\
=\binom{s}{2}-1+(n-s)(s-2)\\
=(s-2)n-\binom{s-1}{2}.\]

另一方面,\(K_{s-2}\vee\overline{K_{n-s+2}}\)恰是一个边数为\((s-2)n-\binom{s-1}{2}\)的\(n\)阶\(K_s\)-饱和图,所以\[sat(n,K_s)=(s-2)n-\binom{s-1}{2}.\]

(2) 设\(G\)是一个边数为\((s-2)n-\binom{s-1}{2}\)的\(n\)阶\(K_s\)-饱和图,以下只需证明\(G\cong K_{s-2}\vee\overline{K_{n-s+2}}\).由于\(s=2\)时结论显然成立,以下不妨设\(s\ge 3\).

对\(n\)作归纳.当\(n=s\)时,结论显然成立.假定\(n\)较小时结论成立,现在考虑\(n\)的情况.因为\(G\)是一个\(n\)阶\(K_s\)-饱和图,所以存在\(u,v\in V(G)\),使得\(uv\not\in E(G)\),并且存在一个既与\(u\)相邻也与\(v\)相邻的\((s-2)\)-团.令\(G'=G/\{u,v\}\),则\(G'\)是\((n-1)\)阶\(K_s\)-饱和图,且\[e(G')=e(G)-(s-2)=(s-2)(n-1)-\binom{s-1}{2}.\]

由归纳假设知,\(G'\cong K_{s-2}\vee\overline{K_{n-s+1}}\),所以有\(G\cong K_{s-2}\vee\overline{K_{n-s+2}}\).\(\blacksquare\)

EHM定理的结论虽然很漂亮,但是也有一个缺憾:我们只是知道边数最少的\(K_s\)-饱和图是什么样子,但是不知道普通的\(K_s\)-饱和图是什么样.后面几节我们就来讨论普通的\(K_s\)-饱和图具有什么结构.


【01】团饱和图:(一)EHM定理的更多相关文章

  1. 【NOI2019模拟2019.7.1】三格骨牌(轮廓线dp转杨图上钩子定理)

    Description \(n,m<=1e4,mod ~1e9+7\) 题解: 显然右边那个图形只有旋转90°和270°后才能放置. 先考虑一个暴力的轮廓线dp: 假设已经放了编号前i的骨牌,那 ...

  2. 01.轮播图之四 :imageViews(2 或者 3 个imageview) 轮播

    首先说下 3 个imageView的轮播,这个逻辑分析起来 比较简单, 先上传个图片吧::::: 主要分析起来,核心就是这样 :新的图片永远是加在中间ImageView上的,下一轮的第一张图片,是上一 ...

  3. 01.轮播图之一 :scrollView 轮播

    接触的每个项目,都会用到轮播图的部分,轮播图都写了好多次,用过各种各样的方式写: 这篇总结的博客,我将分为几个篇幅写,希望写完这几篇博客之后,我能总结出自己写这个轮播的优缺和不同之处 scrollvi ...

  4. scratch少儿编程第一季——01、初识图形化界面编程的神器

    各位小伙伴大家好: 说到2018年互联教育的热门事件,那就不得不提Scratch. 相信各位不关注信息技术领域的各位家长也都听说过这个东西. 对于小学阶段想要接触编程或信息技术学生来说,Scratch ...

  5. 01.轮播图之五 :一个 imageView也能 作 轮播

    这个是最近才写的,本以为实现起来很有难度,需要更高深的理论, 写完之后,才发现自己错误的离谱: 之所以能用一个imageview 实现轮播 基于两点::: 使用 imageview 的layer 层设 ...

  6. 01.轮播图之三 : collectionView 轮播

    个人觉得 collection view 做轮播是最方便的,设置下flowlayout 其他不会有很大的变动,没有什么逻辑的代码 let's begin…… 创建自定义的view .h 声明文件 @i ...

  7. 01.轮播图之二 :tableView 轮播

    在做这个tablevew轮播的时候,重要的就是修改frame 和view 的翻转了:::: 也是不难的,概要的设计和scroll 轮播是一致的: 首先是 .h 的文件 @interface Table ...

  8. Java Annotation认知(包括框架图、详细介绍、示例说明)

    摘要 Java Annotation是JDK5.0引入的一种注释机制. 网上很多关于Java Annotation的文章,看得人眼花缭乱.Java Annotation本来很简单的,结果说的人没说清楚 ...

  9. UML系列01之 UML和绘图工具Visio介绍

    概要 UML,全称是Unified Modeling Language,中文是"统一建模语言".通俗点说,UML是一种创建模型的语言.UML是在开发阶段,说明,可视化,构建和书写一 ...

随机推荐

  1. soupUI基础使用方法

    SoapUI简介 文章出处:http://www.cnblogs.com/hong-fithing/ SoapUI是一个开源测试工具,通过soap/http来检查.调用.实现Web Service的功 ...

  2. (转)es6中object.create()和object.assign()

    今天学习javascript面向对象,在学习Obejct方法时了解到create方法,偶像想起之前使用的assign方法,顺带查找一番,感觉这篇博客讲解详细,遂转载. 先简单提一下装饰器函数,许多面向 ...

  3. postman Could not get any response。

    浏览器输入地址可以返回结果,但是由于返回的json没有格式,看起来比较麻烦,用postman却报错Could not get any response. 可以注意到下面写了可能的情况:比如服务器无响应 ...

  4. VS2013 Winform程序打包部署 InstallShield2015LimitedEdition

    VS2013 Winform程序打包部署 VS2013默认是没有安装打包程序的,需要手动安装,我安装的是 InstallShield2015LimitedEdition. 1.点击解决方案,右键,选择 ...

  5. amoeba 使用笔记

    环境 延用MySQL 主主+主从笔记的环境 Java version “1.8.0_73” 安装 wget http://nchc.dl.sourceforge.net/project/amoeba/ ...

  6. STM32L071CBTX操作ECC508

    因为我是在stm32上面做的加密操作,所以我只对stm32的方案做总结. 1.ATECC508的底层接口是i2c的,工程中跟i2c相关的操作放在文件hal_stm32l0_ateccx08_i2c.c ...

  7. python中自定义的栈

    # 栈 先进后出 例如蒸笼,弹夹,饭菜等 class StackFullException(Exception): """自定义一个栈溢出异常""&q ...

  8. [随笔][Java][总结][java 类型系统]

    java 的类型系统大体分为两类,对象和基本类型.java使用静态类型检查来保证类型安全.每个变量在使用之前需要声明.非静态类型的语言不要求变量在使用之前进行声明. 基本数据类型 java的基本类型不 ...

  9. VirtualBox虚拟机禁止时间同步

    某机器为客户提供,宿主机时间快了20分钟,导致虚拟机时间也跟着快20分钟,每次更改完虚拟机时间,不到1分钟时间又变回去了 在一些情况下必须让VirtualBox虚拟客户机的时间和主机不同步,百度了一番 ...

  10. Flink

    1. Flink表接受是基于dataset.datastream的:首先需要注册一个dataset,然后通过sql去查询这个dataset,返回的即使基于dataset查询结果,这个查询结构就是Fli ...