图论 - 独立集



独立集用集合表示,其中

  • 不应该有**任何彼此相邻的边**。任何两条边之间不应该有公共顶点。

  • 不应该有**任何彼此相邻的顶点**。任何两个顶点之间不应该有公共边。

独立线集

设“G” = (V, E) 为一个图。E 的一个子集 L 称为“G”的独立线集,如果 L 中的任何两条边都不相邻。这样的集合称为独立线集。

例子

Independent Line Set

让我们考虑以下子集 -

L1 = {a,b}
L2 = {a,b} {c,e}
L3 = {a,d} {b,c}

在这个例子中,子集 L2 和 L3 明显不是给定图中的相邻边。它们是独立线集。但是 L1 不是独立线集,因为要构成独立线集,至少需要两条边。

最大独立线集

如果图“G”的任何其他边都不能添加到“L”,则称独立线集为图“G”的最大独立线集。

例子

Maximal Independent Line Set

让我们考虑以下子集 -

L1 = {a, b}
L2 = {{b, e}, {c, f}}
L3 = {{a, e}, {b, c}, {d, f}}
L4 = {{a, b}, {c, f}}

L2 和 L3 是最大独立线集/最大匹配。因为只有对于这两个子集,才没有机会添加任何其他不相邻的边。因此,这两个子集被认为是最大独立线集。

最大独立线集

具有最大边数的“G”的最大独立线集称为“G”的最大独立线集。

Number of edges in a maximum independent line set of G (β1)
   = Line independent number of G
   = Matching number of G

例子

Maximum Independent Line Set

让我们考虑以下子集 -

L1 = {a, b}
L2 = {{b, e}, {c, f}}
L3 = {{a, e}, {b, c}, {d, f}}
L4 = {{a, b}, {c, f}}

L3 是 G 的最大独立线集,它具有最多的不相邻边,表示为 β1 = 3。

注意 - 对于任何没有孤立顶点的图 G,

α1 + β1 = 图中顶点数 = |V|

例子

Kn/Cn/wn 的线覆盖数,

$$\alpha 1 = \lceil\frac{n}{2}\rceil\begin{cases}\frac{n}{2}\:如果\:n\:是偶数 \\\frac{n+1}{2}\:如果\:n\:是奇数\end{cases}$$

线独立数(匹配数)= β1 = [n/2] α1 + β1 = n。

独立顶点集

设“G” = (V, E) 为一个图。“V”的一个子集称为“G”的独立集,如果“S”中的任何两个顶点都不相邻。

例子

Independent Vertex Set

考虑上面图中以下子集 -

S1 = {e}

S2 = {e, f}
S3 = {a, g, c}
S4 = {e, d}

显然 S1 不是一个独立顶点集,因为要获得一个独立顶点集,图中至少需要两个顶点。但这里情况并非如此。子集 S2、S3 和 S4 是独立顶点集,因为没有一个顶点与子集中的任何一个顶点相邻。

最大独立顶点集

设“G”为一个图,则“G”的一个独立顶点集被称为最大独立顶点集,如果“G”的任何其他顶点都不能添加到“S”。

例子

Maximal Independent Vertex Set

考虑上面图中以下子集。

S1 = {e}
S2 = {e, f}
S3 = {a, g, c}
S4 = {e, d}

S2 和 S3 是“G”的最大独立顶点集。在 S1 和 S4 中,我们可以添加其他顶点;但在 S2 和 S3 中,我们不能添加任何其他顶点。

最大独立顶点集

具有最大顶点数的“G”的最大独立顶点集称为最大独立顶点集。

例子

Maximum Independent Vertex Set

考虑上面图中以下子集 -

S1 = {e}
S2 = {e, f}
S3 = {a, g, c}
S4 = {e, d}

只有 S3 是最大独立顶点集,因为它覆盖了最多的顶点。“G”的最大独立顶点集中的顶点数称为 G 的独立顶点数 (β2)。

例子

对于完全图 Kn

顶点覆盖数 = α2 = n−1

顶点独立数 = β2 = 1

你有 α2 + β2 = n

在一个完全图中,每个顶点都与其剩余的 (n − 1) 个顶点相邻。因此,Kn 的最大独立集只包含一个顶点。

因此,β2=1

并且 α2=|v| − β2 = n-1

注意 - 对于任何图“G” = (V, E)

  • α2 + β2 = |v|
  • 如果“S”是“G”的一个独立顶点集,则 (V – S) 是 G 的顶点覆盖。
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