樹的直徑(最長路) 的詳細證明


主要是利用了反證法:

假設 s-t這條路徑為樹的直徑,或者稱為樹上的最長路

現有結論,從任意一點u出發搜到的最遠的點一定是s、t中的一點,然后在從這個最遠點開始搜,就可以搜到另一個最長路的端點,即用兩遍廣搜就可以找出樹的最長路

證明:

1    設u為s-t路徑上的一點,結論顯然成立,否則設搜到的最遠點為T則

dis(u,T) >dis(u,s)     且  dis(u,T)>dis(u,t)   則最長路不是s-t了,與假設矛盾

2   設u不為s-t路徑上的點

    首先明確,假如u走到了s-t路徑上的一點,那么接下來的路徑肯定都在s-t上了,而且終點為s或t,在1中已經證明過了

    所以現在又有兩種情況了:

    1:u走到了s-t路徑上的某點,假設為X,最后肯定走到某個端點,假設是t ,則路徑總長度為dis(u,X)+dis(X,t)

    2:u走到最遠點的路徑u-T與s-t無交點,則dis(u-T) >dis(u,X)+dis(X,t);顯然,如果這個式子成立,

    則dis(u,T)+dis(s,X)+dis(u,X)>dis(s,X)+dis(X,t)=dis(s,t)最長路不是s-t矛盾

    附上一張第二種情況的圖

     

   


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