定律定義
在圖論中,柯尼希定理是這樣一個定理:二分圖最小點覆蓋的點數=最大匹配數。
推導過程
假設已經找到二分圖G的一個最大匹配M,A、B為由二分圖定義所得的兩個點集,現在從B點集(A點集也行,不影響)中非飽和點(往往不止一個)出發,循著”非匹配邊->匹配邊->非匹配邊->匹配邊……”的原則走下去,沿途標記所走過的點,最後得到的邊顯然是匹配邊(這個不理解的,這裡就廢話了,要自己想。。。),且邊數為偶數,終止點是B點集的點。取A點集中標記的點與B點集中未標記的點記為點集S,那么這個點集S即為圖G的一個最小點覆蓋,且點數等於最大匹配數。到這裡有三個問題要解決:
為啥S中的點能覆蓋圖G的所有邊;
為啥S中點的個數等於最大匹配數;
為啥S是最小的點覆蓋;
1.為啥S中的點能覆蓋圖G的所有邊;
2.為啥S中點的個數等於最大匹配數;
3.為啥S是最小的點覆蓋;
第一,只要說明不存在這樣的一條邊,它的左端點未標記,右端點標記就ok了,假設存在這樣的一條邊,首先它只能是非匹配邊,因為按照上述的原則會發現匹配邊的標記只能從A點集中的點出發,所以匹配邊如果有標記的必然是左右端點都標記,但是如果它是非匹配邊的話,那么就可以繼續走,走到它的未標記的左端點,這樣一來便與前述矛盾。所以,S中的點能覆蓋圖G中的所有邊。
第二,因為每個點都是匹配M某條邊的一個端點。為什麼呢?我們假設B點集中未標記的某個點沒有對應某條匹配邊,那么它早就被標記了。假設A點集中標記的點沒有對應某條匹配邊,那就走不到它那裡,因為如果可以,那么就會形成一條增廣軌了……這是最大匹配M所不允許的。又一條匹配邊或者兩端點都標記,或者都未標記,這保證了不會S中點對應的匹配邊不會重、不會漏。所以,點集S中的點與匹配M中的邊一一對應。
第三,這個就顯而易見了,因為匹配M,我們知道,覆蓋點集數至少為最大匹配數,所以點集S是最小點覆蓋集。
綜上,證明完畢。
發展簡史
1931年由Dénes Kőnig和Jenő Egerváry分別獨立提出