Тема . ПитерГор (Санкт-Петербургская олимпиада)
Комбинаторика на Питергоре
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела питергор (санкт-петербургская олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#71912

Пусть между городами A,B,C  и D  есть дороги AB  и CD,  но нет дорог BC  и AD.  Назовем пеpecтройкой замену пары дорог AB  и CD  на пару дорог BC  и AD.  Изначально в стране было несколько городов, некоторые пары городов были соединены дорогами, причем из каждого города выходило по 100  дорог. Министр нарисовал новую схему дорог, в которой из каждого города по-прежнему выходит 100  дорог. Известно, что как в старой, так и в новой схемах никакие два города не соединены более, чем одной дорогой. Докажите, что новую схему можно получить из старой с помощью нескольких перестроек.

Источники: СпбОШ - 2019, задача 11.6(см. www.pdmi.ras.ru)

Показать доказательство

Рассмотрим множество M,  состоящее из всех возможных 100  -регулярных(степени всех вершин в графе равны 100) графов на данном множестве вершин V  (наши две схемы дорог — среди них). Докажем что любые два графа из M  можно перевести друг друга серией перестроек. Для двух графов    ′
G,G ∈ M  пусть      ′
F(G,G )  - множество необщих рёбер этих графов, а      ′        ′
f(G,G )= |F (G,G )| . Очевидно, что число      ′
f (G,G )  всегда четно, и в множестве      ′
F (G,G )  поровну рёбер из G  и   ′
G .

Предположим, что существуют пары непереводимых друг в друга перестройками графов в M.  Рассмотрим такую прару графов (A,B)  с минимальным f(A,B).  Граф H = (V,F (A,B ))  имеет в каждой вершине поровну рёбер из A  и из B  . Следовательно, в H  существует чередующийся цикл(в котором рёбра A  и B  чередуются). Рассмотрим цикл Z =a1a2...a2k  с минимальным числом вершин(это не обязательно простой цикл, вершины в нем могут повторяться). Первая наша цель - найти на этом цикле четыре последовательные различные вершины. В самом деле, пусть среди a1,a2,a3,a4  есть совпадающие. Очевидно, возможно лишь совпадение a1 =a4  . Так как рёбра цикла не повторяются, тогда a2 ⁄= a5  и в качестве искомой четверки подойдет a2,a3,a4,a5.

Итак, не умаляя общности будем считать, что все вершины a1,a2,a3,a4  различны, причем a1a2,a3a4 ∈ E(A)  и a2a3 ∈ E(B).  Рассмотрим три случая.

(а) a1a4 ∈E (B ).  Тогда проведем перестройку a1a2a3a4  в графе B  (это возможно, так как a1a2,a3a4∈∕E(B)  ) и получим граф C  с f(A,C)= f(A,B)− 2.  По предположению, C  можно получить из A  перестройками, значит, можно получить и B.

(b) a1a4 ∈ E(A )∖E(B)  . Тогда a1a4a5...a2k  — чередующийся цикл, меньший чем Z,  противоречие.

(c) a1a4 ∕∈E (A)∪ E(B).  Тогда проведем перестройку a1a2a3a4  в графе A  (это возможно, так как a2a3,a4a1 ∕∈ E (A))  и получим граф C  с f(B,C )=f(A,B)− 2.  По предположению, C  можно получить из B  перестройками, значит, можно получить и A.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!