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图论初步
强连通图与单向连通图的判定定理
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2025-01-21 17:04
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强连通图与单向连通图的判定定理
## 强连通图与单向连通图的判定定理 定理7-2.4 设有向图 $G=\langle V, E\rangle, V=\left\{v_1, v_2, \ldots, v_n\right\}$ 。 $G$ 是强连通图当且仅当 $G$ 中存在经过每个顶点至少一次的回路。 证明充分性:如G中有一个经过每个顶点至少一次的回路,则G中任意两个结点都是相互可达的,故G是强连通图。 必要性:由 $G$ 的强连通性可知,$v_i \rightarrow v_{i+1}, i=$ $1,2, \ldots, n-1$ 。 设 $\Gamma_i$ 为 $v_i$ 到 $^2 v_{i+1}$ 的通路。又因为 $v_n \rightarrow v_1$ ,设 $\Gamma_n$ 为 $v_n$到 $v_1$ 的通路,则 $\Gamma_1, \Gamma_2, \ldots, \Gamma_{n-1}, \Gamma_n$ 所围成的回路经过 $G$ 中每个顶点至少一次。 ## 有向图连通 -定义7-2.7 简单有向图 $G=<V, E>$ 中,具有强连通性质的最大子图,称为强分图;具有单侧连通性质的最大子图,称为单侧分图;具有弱连通性质的最大子图,称为弱分图。 -定理7-2.5有向图G $=\langle V, E\rangle$ 中,它的每一个结点位于且只位于一个强分图中。 证明:1)假设 $v \in V$ ,令 $S$ 是 $G$ 中所有与 $v$ 相互可达的结点的集合,当然 $v$ 也在S中,而 $S$ 是 $G$ 的一个强分图,因此 $G$的每一结点必位于一个强分图中。 2)假设 $v$ 位于两个不同的强分图 $S _1$ 与 $S _2$ 之中,因为 $S _1$ 中每个结点与 v 相互可达,而 v 与 S 2 中每个结点也相互可达,故 $S _1$ 中任何一结点与 $S _2$ 中任何一个节点通过 v 都相互可达,与 $S _1$ 为强分图矛盾。 
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