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8.4 Ore定理(1962)

定理 8.4
2023-09-11 14:20:29 时间

  Ore定理的内容是:
  对于n个节点的简单图(n>2),如果每一对非相邻节点的度数和至少为n,那么这个图是哈密尔顿图。
  这个定理其实是不实用的,条件太苛刻,但是作为一个著名的定理,这里我还是给出证明过程。首先一定要至少三个点,因为两点成环,必须存在平行边,这个就不需要证明了,下面正式进入证明环节。
  利用反证法证明,首先假设满足上述条件的图G不是哈密尔顿图。既然不是哈密尔顿图,那么我们就增加边,让它慢慢变成哈密尔顿图。假设最后在x和y两点加了一条边,形成了哈密尔顿图,把这个图成为 G l a s t G_{last} Glast,而增加之前的成为 G b e f o r e G_{before} Gbefore
  所以在 G b e f o r e G_{before} Gbefore上x和y是不相连的。假设 G b e f o r e G_{before} Gbefore这条哈密尔顿路径是 z 1 z_1 z1 z n z_n zn。根据前面证明狄拉克定理用到的鸽笼原理,或者叫鸽巢原理。 z 1 z_1 z1 z n z_n zn之间有n-2个位置,但是他们入度和,或者说邻居总和是n,所以和狄拉克定理的证明一样,一定存在一个点是 x 0 x_0 x0的邻居而路径上下一个点是 x n x_n xn的邻居。那么证明了 G b e f o r e G_{before} Gbefore就存在哈密尔顿环路,与假设矛盾。Q.E.D.(证明完毕)
  可以说,Dirac定理是奥尔定理的一个特殊场景。但是仔细比较发现,Dirac定理发表于1952年,而Ore定理发表于1962年,整整十年时间,才从特殊到了一般。可见数学是一条崎岖坎坷的路。