グラフ理論の問題
頂点集合 をもつ有向ネットワークがあり、有向辺とその容量は次の 本である。 始点を 、終点を とする。 を含み を含まない頂点集合 で定まる - カットの容量 を求めよ。ただし、和は , である有向辺 すべてについてとる。
この問題で使うもの
- ネットワークと s-t カットの容量(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(7 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
「ネットワークと s-t カットの容量」の定義を使う。 の中から の外へ向かう辺だけを集める。
ヒント 2
の外は 。各辺について、始点が に入り終点が の外にあるかを確かめる。逆向き(外から中)の辺は数えない。
ヒント 3
数える辺は , , の 3 本である。
答えと解説
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解説を読む
カットの容量は、 の中の頂点から の外の頂点へ向かう有向辺の容量の和である。 の外から の中へ向かう辺は数えない。
なので、 の外は である。6 本の辺を順に調べる。
- (容量 ):, なので数える。
- (容量 ):両端とも の中なので数えない。
- (容量 ): の外から中へ向かう辺なので数えない。
- (容量 ):, なので数える。
- (容量 ):両端とも の外なので数えない。
- (容量 ):, なので数える。
したがって
である。
(参考:このことから、このネットワークのどのフローの値も を超えない。)
別解
、 である。, となる有向辺を調べる。
- : , なので含まれる。容量 。
- : なので含まれない。
- : 始点 なので含まれない。
- : , なので含まれる。容量 。
- : 始点 なので含まれない。
- : , なので含まれる。容量 。
よって 。
検算: から出る辺は , , の 3 本で、容量の和は になる。 は に入る向きなので数えない。