证明有 k 条边不相交的路径来回

Proof of having k edge-disjoint paths there and back

我已经尝试了很长一段时间来证明这一点,但我什么都想不起来。有人有一些提示吗?我很乐意看到解释。​​

我还在 Whosebug 上发现了 this 个问题,内容是这样的:

If the direct u->v traffic doesn't knock out any links in v->u, then the v->u problem is equivalent of finding the maximum flow from v->u as if the u->v flow doesn't happen.

他描述了如何解决,但作者提出的问题仍然没有答案。

所以,问题是:

给定一个有向图,在每个顶点处,入边和出边的数量相同。假设此图中有从 bak 边不相交路径。

如何证明它也包含从ab的k条边不相交的路径?

提前致谢!

我们可以尝试讨论图是 multi-graph 的一般情况(即可以有 multi-edges 和循环)。

注意: 遵循一条边的两个副本计入 in 和 degree 两次的惯例。一个循环对进出度都计数一次。还假设当你说路径时,你指的是简单路径。

对图中的顶点数使用归纳法 G.

基本情况: G 只有顶点 ab .

现在有 k edge-disjoint 条路径从 ab , 它们都是边 a->b 的简单 k 副本。因此,要使两个顶点的入度和出度相同,必须有 kb->a 的副本,因此声明成立。

Induction G 除了 之外还有 n >=1 个顶点ab.

设第n个顶点为u。令u的in-degree,与其out-degree相同为d。设 d 边“进入”u 的顶点为 s1,s2,..,sd类似地,边从 u 出去的 d 顶点是 t1,t2,..,td (注意所有这些顶点可能不是唯一的)。只需将这些顶点配对即可。说 siti (1<=i<=d)。现在只是“short-circuit”顶点 u,即没有边 si->u->ti,只有 si->ti。设新图为G'。在 G' 中看到顶点的入度和出度仍然相同是微不足道的(就像在 G 中一样)。并且不难证明新图仍然有 kab 的不相交路径.另外 G' 少了一个顶点。因此,应用归纳假设,声明对 G' 成立。最后不难再次检查,un-short 电路 u 仍然保持对 G.

的声明完好无损