证明一个 属性 的最小生成树

Prove a property of Minimum Spanning Tree

我需要你的帮助来证明以下几点: G=(V,E)是一个无向连通图,边上有非负的权值。 设 TG 的 MST,T'G 的生成树(不是最小生成树),因此它认为 Weight(T') > Weight(T)。证明 T' 中最重边的权重不小于 T.

中最重边的权重

我不确定如何处理这个问题,如果我们让 e(u,v) - heaviest edge on Te'(u',v') - heaviest edge on T',然后如果我们查看 (u,u') 定义的切割,我们可以使用 Kruskal 算法并表明 e' 没有被选择在 T 或这个方向的东西...

谢谢,

我会选择另一个方向。为简单起见,让所有的边权重不同,这样 MST 是唯一的。考虑 MST 中最重的边 e,以及 Kruskal 算法构造此 MST 的方式。最后添加的边是生成的 MST 中最重的边。

现在看看添加最后一条边之前的情况。我们有一个由两棵树组成的森林。当我们使用 Kruskal 算法时,目前没有比 e 更便宜的方法来连接这两棵树。因此,在任何其他生成树中它们之间的任何边的权重至少与 e 一样大。

重量相等的边需要一些小心,或者可能是一个聪明的想法,才能妥善处理。

假设相反——存在一个带最小生成树T和生成树T'的加权无向图,使得T的最重边比T'的最重边重,即最重边T 的重于 T' 中的 every 边。考虑通过删除 T 的最重边 h 引起的切割。由于 T' 是连通的,因此 T' 中的某些边穿过该切割。如果我们将这条边添加到 T - h 中,我们会得到一棵比 T 更轻的生成树,这是一棵最小生成树。矛盾。