擬陣的有關知識,圖擬陣


擬陣的定義:

       擬陣是一個序對(S,I),其滿足以下條件:

  • S是一個有限非空集合
  • I是某些非空的S子集的集合(由於其中元素為集合,也可以稱為集族),I中的元素稱為S的獨立子集。故而,可以定義I的子集為S的獨立子集族,
  • 遺傳性,如果A是I中的元素,B是A的子集,則B是I的元素
  • 變換性,如果A,B是I的元素,|A| < |B|,那么一定存在x∈B-A,使得AU{x} 是I中的元素

       在理解上說,遺傳性,使得I中的某個元素集合A,A的子集合都是I的元素。

 擬陣的相關定義

  • 擴張:設M=(S, I)是一個擬陣 , A是I的元素. 如果AU{x}是I的元素 , 且x!∈A, x稱為A的一個擴張。
  • 最大獨立子集合:設M=(S, I)是擬陣, A是I的元素. 若A沒有擴張, 則稱A為最大獨立子集合。
  • 加權擬陣:設M=(S, I)是擬陣,如果存在一個權函數W,使得對於在S中的任意的元素x,W(x)是一個正數,則稱M是加權擬陣,W可以擴展到S的任意子集合A,W(A) = ∑(x∈A)W(x)。
  • 優化子集:擬陣M=(S,I)中具有最大權值W(A)的獨立子集A,A∈I。

擬陣的有關性質

      定理1:一個擬陣的所有最大獨立子集合都具有相同大小。

      證明:使用反證法以及定義中的變換性。

      假設一個擬陣的所有最大獨立子集合不具有相同大小,則,存在A,B是擬陣M的最大獨立子集合, |A| < |B|. 根據M的交換性, 存在x∈B-A,使AU{x}是I的元素, A可以進行擴張這與A是M的最大獨立子集合矛盾.

擬陣的實例:圖擬陣

       圖擬陣的定義:

       設 G=(V,E) 是一個無向圖,由 G 確定的MG =(SG,IG),其中各符號定義如下:

  • SG是G的邊集合 E
  • IG={A|A是E的子集, (V, A)是森林}.

       證明:MG =(SG,IG)是擬陣。

  • 邊集合E是一個非空有限集合
  • 顯然A是E的子集合,IG是E的子集合族,而對於E中的任意一個元素e,{e}是IG的元素,IG非空。
  • MG滿足遺傳性,一個森林的邊集的子集合仍然是一個森林,滿足遺傳性。
  • MG滿足變換性,設對於任意的IG的元素A,B, |A|<|B|. 如果B的任意一條邊都包含在A的同一棵樹中, 則B的邊數不大於A的邊數,與|A|<|B|矛盾. 於是,B必包含一條邊(u,v),(u,v)不在A的同一棵樹中,則(u,v)必連接A的兩棵不同樹。 (V, AU{(u,v)})是森林,AU{(u,v)}是 IG的元素 . 於是, MG滿足交換性。

參考連接


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