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離散數學 p313 所有頂點都是偶度數的連通圖有歐拉回路 證明

假設有連通圖的每一個節點都是偶度數,卻沒有歐拉回路。選擇其中邊數最小的一個。顯然G的頂點數大於1,否則只有一個偶度數頂點的圖顯然是有歐拉回路的。

       我們先證明G一定有最少一個迴路。假如v是G中一個固定的頂點,則由於G是連通的而且有多於一個的頂點,所以一定有一條邊在v與其它頂點之間。這是長度為1的簡單路徑。因此簡單路徑存在。令π0是G中一條儘可能長的簡單路徑,其頂點佇列為:v1 ,v2,vs.既然vs 有偶度數且只在其中出現一次,我們可以利用其其他邊來構造一條比π0長的路徑,這與π0最長矛盾。所以命題得證。

       既然G必有環,選擇G中最長的環。既然其沒有歐拉回路,所以π沒有通過所有頂點。將G中 刪掉所有π中的邊(不刪頂點),得到的圖記為G1

。然後π是一個迴路,刪掉π的邊之後會讓每個頂點度數仍然為偶數。選擇G1中最大的連通部分記作G2。因為G2有比G更少的邊,所以(因為G被選擇的方式),G2一定會有歐拉回路π1。(書中原文為尤拉道路應該有誤不然下一段中和π連線不一定構造得出一個迴路,應為歐拉回路。因為如果G2沒有歐拉回路則G2是邊數最少的,頂點都是偶度數卻沒有歐拉回路的連通圖,但是G2比G變數少,則G不是邊數最少的,所以題設出錯,不合題意。)

如果π1通過G中所有的頂點,則π和π1當然有相同的邊。不然的話,G中一定會有一條邊e連線π和π1中的頂點分別記為v,v1。否則的話,我們不能連線π中的頂點與G中不在π中的點即G不連通。既然e不在π1

中,他一定是在G1生成時被刪除,所以在π裡。然後v1也在π的頂點佇列中。所以在任何情況下π和π1都有一個相同的頂點v1。所以我們可以通過用v1連線π和π1構造一個迴路比π長。

參考《Discrete Mathematical Structures》高等教育出版社

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