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、始点は 、終点は である。有向辺とその容量は次の 本である。
- カット の容量
を求めよ。
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
- カットの容量の定義 を使います。 と の外 を書き出しましょう。
ヒント 2
数えるのは「 の中から の外へ」向かう辺だけです。 の外から へ向かう辺(たとえば )は数えません。
ヒント 3
なので、数える辺は , , の 3 本です。それぞれの容量を足します。
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す。 の外から の中へ向かう辺は数えません。
なので、 の外は です。
6 本の辺を 1 本ずつ調べます。
- (容量 ):, なので数える。
- (容量 ): なので の中どうしの辺。数えない。
- (容量 ): の外から中へ向かう辺。数えない。
- (容量 ):, なので数える。
- (容量 ): の外どうしの辺。数えない。
- (容量 ):, なので数える。
したがって
です。
フローの値はどのカットの容量も超えないので、このネットワークのどのフローも値は 以下であることがわかります。
別解
、補集合は 。 から外へ出る辺(始点が 、終点が の外)を数える。
- :、 なので含む。容量 5
- : なので含まない
- :始点 なので含まない
- :、 なので含む。容量 3
- :始点 なので含まない
- :、 なので含む。容量 6
よって 。
検算: から出る辺は の 3 本で、容量の和は 。(容量 2)は に入る向きなので数えない。