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。
を始点、 を終点とする。頂点の集合 で定まる - カットの容量
を求めよ。ただし、和は , を満たす有向辺 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
s-t カットの容量の定義を使う。 の中から の外へ向かう有向辺だけを集める。
ヒント 2
である。各辺 について「 かつ 」かどうかを確かめる。 のように外から に入る辺は数えない。
ヒント 3
条件を満たす辺は , , の 3 本である。あとは容量を足す。
答えと解説
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解説を読む
カットの容量は、始点側の集合 の頂点から出て、 の外()の頂点に入る有向辺の容量の和である。
なので、 である。
6 本の有向辺を一つずつ調べる。
- :, なので数える(容量 )。
- :両端とも に含まれるので数えない。
- : の外から に入る向きなので数えない(逆向きの辺はカットの容量に入らない)。
- :, なので数える(容量 )。
- :両端とも の外なので数えない。
- :, なので数える(容量 )。
したがって
(補足: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の値も 以下である。)
答えは である。
別解
、 である。 から へ向かう有向辺を数え上げる。
- :, なので含める。容量 。
- : なので含めない。
- :始点 なので含めない。
- :, なので含める。容量 。
- :始点 なので含めない。
- :, なので含める。容量 。
したがって 。
検算: から出る辺は , , の 3 本で、容量の和は となり一致する。なお、(容量 2)は に入る向きなので数えない。