竞赛图相关

发布时间 2023-12-20 19:41:23作者: hubingshan

性质

性质一:

竞赛图的强连通分量构成一个链状结构(任意两\(SCC\)间都有边)

性质二:

一个竞赛图如果是强连通的,那么必然存在一条哈密顿回路,并且可以在 \(O(V^2)\) 的时间内找到

证明:数学归纳法
只有一个点时肯定成立
拆掉多的那个点,由于强连通,这个点必然能把剩下的哈密顿路径接起来

推论1:翻转不在哈密顿路径上的边不会影响原竞赛图强连通分量个数
推论2:翻转哈密顿路径上的边,增加的强连通分量个数等于删掉这条边后,形成的哈密顿路径上没被反向边覆盖的边数

性质三

一个竞赛图是强连通图等价于将出度序列排序,不存在长度为 \(i(1 ≤ i < M)\) 的前缀,其和为 \(i·(i−1)\)

证明:由性质一推得

性质四:

\(n\ge4\) 时,\(n\) 个点的强连通竞赛图一定有一个 \(n-1\) 个点的导出子图,满足他也是强连通竞赛图

证明:根据性质一简单分讨删掉一个点的情况可得

性质五:

\(n>6\) 时,\(n\) 个点的竞赛图可以通过至多一次翻转连接某个点的所有边,使得竞赛图强连通

证明:
情况1:存在一个大小 \(≥ 4\) 的强连通分量。则由性质二,我们可以找到一个点 \(t\),满足去掉 \(t\) 后这个强连通分量仍然强连通。又因为 \(t\) 到这个强连通分量中所有点的边方向一定不完全相同,所以我们对 \(t\) 进行一次翻转操作后,这个强连通分量仍然是强连通的。而在操作后,可以发现,这个强连通分量现在可以到达所有强连通分量,也可以从所有强连通分量到达,于是整个图强连通。
情况2:存在至少三个强连通分量,在中间的强连通分量中任意取一个点进行操作。操作后每个点都可以先走到最后一个强连通分量,然后通过中间这个点走到第一个强连通分量,进而到达所有点。

如果上面两个条件都不满足,即每个强连通分量都 \(≤ 3\),且只有两
个强连通分量,于是总点数 \(≤ 6\) 时不合法。

性质六

竞赛图如果有环,那么一定有三元环

证明:手模可得

大部分解法

分析性质,分析性质,分析性质