证明: (1) 生成树的边数=顶点数-1; (2) 对于任意一个顶点vi,连接到该顶点的所有边中的一条最短边(vi, vj)必然属于最小生成树。
时间: 2023-06-25 15:06:15 浏览: 151
最小生成树的最短路径
证明:
(1) 假设一个无向图G有n个顶点,m条边。对于一个连通图而言,如果它的生成树中有k条边,那么生成树中必须包含所有n个顶点,同时生成树中不能包含任何环。由于每个顶点只能与生成树上的一个顶点相连,所以生成树中一共有n-1条边,即生成树的边数等于顶点数减1。
(2) 假设一个无向连通图G有n个顶点,m条边。对于一个顶点vi,假设连接到该顶点的所有边中的最短边是(vi, vj),其中vj是vi的邻居节点。我们需要证明(vi, vj)属于G的最小生成树。
假设G的最小生成树为T。如果(vi, vj)不在T中,则T中必须有一条从vi到vj的路径P,路径上至少有一条边(vk, vl),其中vk和vl分别是路径上相邻的两个顶点。由于(vi, vj)是连接到vi的所有边中最短的一条,因此路径P的总长度一定大于(vi, vj)的长度。我们可以将路径P中的(vk, vl)替换成(vi, vj),得到一棵新的生成树T'。由于(vi, vj)是路径P中的一条边,所以T'中仍然包含所有n个顶点,而且T'中不含任何环。同时,新的生成树T'的总权值比T小,这与T是G的最小生成树相矛盾。因此,(vi, vj)必须属于G的最小生成树。
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