(Aclaración) Un gráfico con un número par de vértices tiene dos vértices con un número par de vecinos comunes

Estoy relativamente poco familiarizado con las matemáticas y trato de estudiar por mi cuenta algunos temas de teoría de grafos. Ya encontré una prueba de esta afirmación en stackexchange (ver, por ejemplo, ∗∗Pruebe que cada gráfico con un número par de vértices tiene dos vértices con un número par de vecinos comunes ), y espero que mi pregunta sea específica suficiente para no ser un duplicado.

Así que aquí está el problema: tengo dificultades para entender exactamente cuándo la suposición de que | V ( GRAMO ) | es incluso juega su papel en la prueba . Creo que ya casi estoy, pero tengo la sensación de que me estoy equivocando en alguna parte. Entonces, esto es lo lejos que he llegado:


Probamos el enunciado por contradicción. Suponga que todos los pares de dos vértices en el gráfico tienen un número impar de vecinos comunes. Elige un vértice arbitrario v V ( GRAMO ) , y llamamos al subgrafo inducido por su vecindad H . Para todos X , y V ( H ) , si { X , y } mi ( GRAMO ) , entonces y es vecino común de v y X en GRAMO . Así, el número de aristas en H es igual al número de vecinos comunes de un vértice en H tiene con v . Por suposición, este número es impar. Pero entonces, del lema del apretón de manos se deduce que hay un número par de vértices en H . Y así el grado de v incluso.

Ahora, considere el número de caminatas de longitud 2 a partir de v . Este número tiene que ser par. Para ver por qué, tenga en cuenta que cada caminata de este tipo consiste en el triple ( v , k , yo ) , dónde { v , k } , { k , yo } mi ( GRAMO ) (tenga en cuenta que v y yo no son necesariamente vértices distintos). De la discusión anterior, sabemos que hay un número par de vértices adyacentes a v y que el grado de k es incluso así. De ello se deduce que el número de caminatas de longitud 2 a partir de v , | W v , 2 | , se da como

| W v , 2 | = k : { v , k } mi ( GRAMO ) grado GRAMO ( k ) ,
que es una suma de números pares y por lo tanto es par.

Pero el número de caminatas de longitud 2 a partir de v es también la suma de los caminos de longitud 2 que comienzan con v y los ciclos de longitud-2 a partir de v . Este último es igual al grado de v , y por lo tanto es par. El número de caminos de longitud 2 a partir de v es igual al número de triples ( v , k , yo ) dónde { v , k } , { k , yo } mi ( GRAMO ) y yo v . Nótese que esto implica que k es vecino común de yo y v , cuyo número es, por suposición, impar. Por lo tanto, el número de caminatas de longitud 2 a partir de v es

| W v , 2 | = grado GRAMO ( v ) + k : { v , k } , { k , yo } mi ( GRAMO ) ( grado GRAMO ( k ) 1 ) .
El primer término es par y el segundo término es una suma de números impares con un número impar de términos. Resulta que | W v , 2 | es raro, una contradicción.


Parece que he llegado a una contradicción sin usar la suposición de que | V ( GRAMO ) | es uniforme, lo que me da una fuerte señal de que algo anda mal. Simplemente no puedo entender qué exactamente.

Considere el gráfico completo en 3 vértices. Para una dada yo , hay un número impar de candidatos para k . pero cuantos yo ¿hay?
@AndrewWoods Gracias por el comentario. Esto es realmente útil. Entonces, como hay un número par de yo s, el segundo término de la última ecuación es par y no hay contradicción. Por lo tanto, en general, el último término en la última ecuación debe ser yo V ( GRAMO ) { v } k : { v , k } , { k , yo } mi ( GRAMO ) ( grado GRAMO ( k ) 1 ) . Entonces, la suma exterior tiene un número impar de términos, lo que lleva a una contradicción. ¿Es esto correcto?

Respuestas (1)

Así, el número de aristas en H es igual al número de vecinos comunes de un vértice en H tiene con v .

Esto debería ser "Para cada vértice X en H , el número de aristas { X , y } en H es igual al número de vecinos comunes entre X y v ."

Al final de tu prueba, consideras caminos v k yo . La idea clave es que yo puede ser cualquier otro vértice en GRAMO . La suposición era que dos vértices cualesquiera tienen un número impar de vecinos comunes, por lo que v y yo debe tener al menos 1 vecino común. Por lo tanto, su suma final ha terminado. yo , no k . Contiene | V ( GRAMO ) | 1 términos, y es posible que no sepamos cuáles son, pero sabemos que todos ellos son impares. Así que si | V ( GRAMO ) | es par, entonces...