定義1: 若能將無(wú)向圖G= 的頂點(diǎn)集V劃分成兩個(gè)子集 V1和V2(V1交V2為空集),使得G中任何一條邊的兩個(gè)端點(diǎn)一個(gè)屬于V1,另一個(gè)屬于V2,則稱(chēng)G為二部圖(也稱(chēng)偶圖),V1、V2稱(chēng)為互補(bǔ)頂點(diǎn)子集,此時(shí)可將G記成G= .
若V1中任一頂點(diǎn)與V2中每一個(gè)頂點(diǎn)均有且僅有一條邊相關(guān)聯(lián),則稱(chēng)二部圖G為完全二部圖(或完全偶圖)。
定理1: 一個(gè)無(wú)向圖G=是二部圖當(dāng)且僅當(dāng)G中無(wú)奇數(shù)長(zhǎng)度的回路。
定義2: 設(shè)G=為無(wú)向圖,E*屬于E,若E*中任意兩條邊均不相鄰,則稱(chēng)E*為G中的匹配(或邊獨(dú)立集)。若在E*中再加入任何1條邊就都不是匹配了,則稱(chēng)E*為極大匹配。邊數(shù)最多的極大匹配稱(chēng) 匹配,匹配中的元素(邊)的個(gè)數(shù)稱(chēng)為G的匹配數(shù)。
設(shè)M為G中一個(gè)匹配。v屬于V(G),若存在M中的邊與v關(guān)聯(lián),
則稱(chēng)v為M飽和點(diǎn),否則稱(chēng)v為M非飽和點(diǎn)。若G中每個(gè)頂點(diǎn)都是M飽和點(diǎn),則稱(chēng)M為G中完美匹配。
定義3: 設(shè)G=為一個(gè)二部圖,M為G中一個(gè)匹配,若|M|=min{|V1|,|V2|},則M為G中一個(gè)完備匹配,此時(shí)若|V1|<=|V2|,則稱(chēng)M為V1到V2的一個(gè)完備匹配。如果|V1|=|V2|,這時(shí)M為G中的完美匹配。
定理2:(Hall定理)設(shè)二部圖G=〈V1,V2,E〉,|V1|<=|V2|,G中存在從V1到V2的完備匹配當(dāng)且僅當(dāng)V1中任意k個(gè)頂點(diǎn)(k=1,2....,|V1|)至少鄰接V2中的k個(gè)頂點(diǎn)。
定理3:
由Hall定理容易證明下面定理:
1,V1中每個(gè)頂點(diǎn)至少關(guān)聯(lián)t(t>0)條邊;
2,V2中每個(gè)頂點(diǎn)至多關(guān)聯(lián)t條邊,則G中存在V1到V2的完備匹配。
Hall定理中的條件為“相異性條件”,定理3中的條件為“t條件”。
滿足t條件的二部圖,一定滿足相異性條件,事實(shí)上,由條件(1)可知,V1中k個(gè)頂點(diǎn)至少關(guān)聯(lián) kt條邊。由條件(2)可知,這 kt條邊至少關(guān)聯(lián)V2中的k個(gè)頂點(diǎn),于是若G滿足t條件,則G一定滿足相異性條件,但反之不真。
若V1中任一頂點(diǎn)與V2中每一個(gè)頂點(diǎn)均有且僅有一條邊相關(guān)聯(lián),則稱(chēng)二部圖G為完全二部圖(或完全偶圖)。
定理1: 一個(gè)無(wú)向圖G=是二部圖當(dāng)且僅當(dāng)G中無(wú)奇數(shù)長(zhǎng)度的回路。
定義2: 設(shè)G=為無(wú)向圖,E*屬于E,若E*中任意兩條邊均不相鄰,則稱(chēng)E*為G中的匹配(或邊獨(dú)立集)。若在E*中再加入任何1條邊就都不是匹配了,則稱(chēng)E*為極大匹配。邊數(shù)最多的極大匹配稱(chēng) 匹配,匹配中的元素(邊)的個(gè)數(shù)稱(chēng)為G的匹配數(shù)。
設(shè)M為G中一個(gè)匹配。v屬于V(G),若存在M中的邊與v關(guān)聯(lián),
則稱(chēng)v為M飽和點(diǎn),否則稱(chēng)v為M非飽和點(diǎn)。若G中每個(gè)頂點(diǎn)都是M飽和點(diǎn),則稱(chēng)M為G中完美匹配。
定義3: 設(shè)G=為一個(gè)二部圖,M為G中一個(gè)匹配,若|M|=min{|V1|,|V2|},則M為G中一個(gè)完備匹配,此時(shí)若|V1|<=|V2|,則稱(chēng)M為V1到V2的一個(gè)完備匹配。如果|V1|=|V2|,這時(shí)M為G中的完美匹配。
定理2:(Hall定理)設(shè)二部圖G=〈V1,V2,E〉,|V1|<=|V2|,G中存在從V1到V2的完備匹配當(dāng)且僅當(dāng)V1中任意k個(gè)頂點(diǎn)(k=1,2....,|V1|)至少鄰接V2中的k個(gè)頂點(diǎn)。
定理3:
由Hall定理容易證明下面定理:
1,V1中每個(gè)頂點(diǎn)至少關(guān)聯(lián)t(t>0)條邊;
2,V2中每個(gè)頂點(diǎn)至多關(guān)聯(lián)t條邊,則G中存在V1到V2的完備匹配。
Hall定理中的條件為“相異性條件”,定理3中的條件為“t條件”。
滿足t條件的二部圖,一定滿足相異性條件,事實(shí)上,由條件(1)可知,V1中k個(gè)頂點(diǎn)至少關(guān)聯(lián) kt條邊。由條件(2)可知,這 kt條邊至少關(guān)聯(lián)V2中的k個(gè)頂點(diǎn),于是若G滿足t條件,則G一定滿足相異性條件,但反之不真。