Pregunta sobre una prueba de "El gráfico GGG no tiene ciclos impares ⟹⟹\implica que GGG es bipartito"

Para probar la afirmación anterior, resolvemos los siguientes problemas.

Comenzando en cualquier vértice A en cualquier componente de GRAMO , asigne el color rojo a A y proceda a colorear vértices a lo largo de caminos simples desde A , alternando entre rojo y azul. De esa manera, cada vértice en el componente finalmente se alcanza y se colorea.

En el procedimiento descrito anteriormente, el color asignado a un vértice V depende de la longitud del camino seguido desde A a V . Un vértice alcanzado por un camino de longitud impar se colorea de azul, mientras que un vértice alcanzado por un camino de longitud par se colorea de rojo.

(a) Dejar A , V ser vértices en un gráfico que no contiene ciclos impares y suponga que hay dos caminos desde A a V , uno de longitud impar y otro de longitud par. Muestre que esta situación es imposible derivando una contradicción.

(b) Demuestre que si cada componente de un gráfico es bipartito, entonces el gráfico completo es bipartito. Luego muestre que con los vértices de algún componente coloreado como se describe arriba, ningún borde tiene el mismo color asignado a sus dos extremos.

Mi pregunta es ¿qué estamos demostrando al resolver el problema (a)? ¿Estamos demostrando que no hay dos aristas que compartan los mismos extremos?

La prueba es constructiva, intenta crear bordes azules y rojos que nunca se tocan. Sin embargo, ¿cómo sabes que esta construcción está bien definida? Pista: no lo haces. Entonces, la parte (a) solo muestra una buena definición. Una vez que sepa que nunca habrá un punto en el que haya coloreado tanto el rojo como el azul, puede continuar.
Esto muestra que la coloración de los vértices está bien definida, de modo que ningún vértice se colorea tanto en rojo como en azul.
Estamos demostrando que dos vértices no pueden estar conectados tanto por un camino de longitud impar como por un camino de longitud par; es decir, si los vértices A , V se encuentran en el mismo componente (por lo que hay caminos que conectan A y V ), o bien todos esos caminos son pares, o bien todos ellos son impares.

Respuestas (1)

En la parte a) estamos demostrando que un vértice nunca se coloreará tanto de azul como de rojo. Esto es útil porque nos dice que, en cada componente conexa de GRAMO , a cada vértice se le asignará exactamente un color y, por construcción, sus vecinos siempre tendrán el color "opuesto". Entonces, los vértices azules y los vértices rojos en cualquier componente dado forman las dos "partes" de la bipartición de este componente. Entonces, por la parte b), podemos "reunir" los vértices rojos y los vértices azules en cada componente para formar la bipartición de GRAMO .