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Un juego que se juega en los gráficos "cambiando" el estado de un vértice y sus vecinos

Este es un juego muy conocido: se Nos da un número finito de grafo no dirigido a $G=(V,E)$ cuyos vértices están etiquetados con "0". En cada turno, se elige un vértice y, a continuación, él y todos sus vecinos voltear su etiqueta (0 se convierte en 1, 1 se convierte en 0). El objetivo es llegar a un estado en el que todas las etiquetas están 1.

Aunque este es un conocido juego, no sé cómo se llama.

Sé que el juego es siempre la solución, independientemente de la gráfica; me gustaría saber como tantas pruebas a este hecho como sea posible. Estoy más interesado en la construcción de pruebas, que sean fáciles de programa.

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Alex Bolotov Puntos 249

Constructiva de la prueba, se utiliza la siguiente Lema:

Lema: Si $G(V,E)$ es un grafo conectado, gráfico, el conjunto de vértices $V$ se puede dividir en dos conjuntos de $V_1$ $V_2$ de manera tal que en los dos subdiagramas inducida por $V_1$$V_2$, el grado de cada uno de los vértice es par.

Para utilizar este lema a su problema, supongamos $H$ corresponde a la gráfica dada y supongamos $H$ tiene al menos un vértice incluso de grado. Se añade un nuevo vértice $O$ y hacer que sea adyacente a cada uno de sus vértices. Si no hay ningún vértice incluso de grado, no hacemos nada. Cada vértice (excepto posiblemente $O$) es de grado impar en el nuevo gráfico.

Esta nueva gráfica tiene una partición de $V_1,V_2$, según el Lema anterior. Elegir la partición que no contenga $O$ (es decir $V_1$) como voltear su conjunto. Desde cualquier vértice en $V_1$ es incidente a un número par de vértices en $V_1$, mueven de un tirón, y desde cualquier vértice en $V_2$ (excepto posiblemente $O$) es incidente a un número impar de vértices en $V_2$, mueven de un tirón.

El lema ha inductivo prueba (que se puede convertir en un algoritmo).

La prueba del Lema:

Procedemos por inducción sobre $|V|$. Bases de los casos son fáciles de comprobar.

Supongamos $G(V,E)$ es un grafo grafo conexo con $|V| = n+1$.

Si todos los vértices de $G$ son incluso de grado, se realiza mediante la toma de $V_1 = V$ $V_2 = \emptyset$

Supongamos $v$ es un vértice con grado impar, cuyos vecinos se $v_1, v_2, \dots, v_k$.

Formar un nuevo gráfico de $G'$ como sigue:

Si $v_i$ $v_j$ son adyacentes en $G$, eliminar el borde de unirse a ellos. Si $v_i$ $v_j$ no son adyacentes en $G$, agregar un nuevo borde de unirse a ellos.

Borrar $v$.

Aplicar la hipótesis de inducción a $G'$, dicen que llegar a ser $V'_1$$V'_2$. Uno de $V'_1$, $V'_2$ debe contener un número de $v_i$, decir $V'_1$.

Es fácil comprobar que la partición de $G$ que estamos buscando es $V_1 = V'_1 \cup \{v\}$$V_2 = V'_2$.

$\square$

El de arriba inductivo prueba puede ser utilizado para dar un $\mathcal{O}(|V|^3)$ algoritmo de tiempo, creo. (Por supuesto, el álgebra lineal manera de resolver este específico luces podría dar la misma). Tal vez un mejor/inteligente de representación/camino puede hacer sub-cúbicos.

También hay un elegante álgebra Lineal (existencial) de la prueba debido a Noga Alon, lo que demuestra que el vector diagonal (haciendo un vector de fuera de la diagonal principal) de una $nxn$ matriz $A$ $\mathbb{F}_2$ es en su fila espacio.

Tanto las pruebas (por encima de la valoración crítica y el Álgebra Lineal Prueba por Noga Alon) se puede encontrar en el libro: "los Problemas de Combinatoria y Ejercicios" por Laci Lovasz.

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