**pra escrever em txt mudarei algumas notacoes, as legendas estarao em cada exercicio** Considero os exercicios 1,2,3 e 6 FACEIS (obrigatorio saber fazer) e valem 50 pontos. O 4 considero MEDIO (das 3 implicacoes 2 sao faceis e uma media). O 5 era O exercicio dificil da prova. ###################################################################### (1) legenda: G = grafo qualquer H = complemento de G dX(v) = grau de v no grafo X n = numero de vertices de G Resposta: Por definicao de complemento (*) dG(v)+dH(v)=n-1 pois n-1 é o número total de vizinhos e nao-vizinhos de v em G; alem disso (**) o vértice que tem grau mínimo em G tem grau maximo em H De (*) e (**) temos uma prova da afirmação. ###################################################################### (2) Tome o conjunto das arestas da forma {0x,1x}, onde x varia sobre todas as sequencias de k-1 bits (k>=1). Essas arestas cobrem todos os vertices do k-cubo. Duas arestas diferentes {0x,1x} e {0y,1y} nao tem vertice em comum pois caso contrario x=y. ###################################################################### (3) a soma dos graus é par (duas vezes o número de arestas). a soma dos graus dos vertices de grau par é par portanto a soma dos graus dos vertices de grau impar deve ser par e isso só ocorre se ha um numero impar desses vertices. ###################################################################### (6) legenda: M = emparelhamento M* = emparelhamento maximo K = cobertura K* = cobertura minima (a) Como arestas de emparelhamento nao compartilham vertice entao para todo M uma cobertura tem que ter pelo menos um vertice de cada aresta de M, ou seja, |K|>=|M|; em particular |K|>=|M*|. (b) Por definicao de M* e K* |K|>=|K*| e |M*|>=|M| usando o item (a) nas desigualdades acima |K|>=|K*|>=|M*|>=|M| por hipotese |K|=|M|, logo |K|=|K*|=|M*|=|M| e K e minimo e M maximo. ###################################################################### (4) legenda: n = numero de vertices de G (a) => (b): G é conexo e com n-1 arestas. Vimos em aula (Proposicao 15, pag 61 das notas de aula) que G é arvore e portanto aciclico. (b) => (c) G é aciclico com n-1 arestas. Por induçao em n que G é conexo: Base: n=3. O unico (a menos de isomorfismos) grafo com 3 vs e 2 arestas é o caminho P^2 que é conexo. Hipotese Indutiva: todo grafo aciclico com n-1 vertices e n-2 arestas é conexo. Passo: seja G um grafo aciclico com n-1 arestas. Escolha um vertice v de grau 1. Esse vertice existe pois se todos os graus fossem pelo menos 2 ebtao G conteria circuito. G-v é aciclico com n-1 vertices e n-2 arestas e pela Hipotese Indutiva e conexo. Como v tem um vizinho em G-v temos que G conexo. (c) => (a) G é conexo e aciclico. Por definicao G é arvore e portanto é conexo e tem n-1 arestas (porposicao 15) ###################################################################### (5) legenda: G' = grafo devolvido pelo algoritmo (essa prova é uma imitação da prova do alg. de Kruskal) Notemos que G' é conexo pela condiçao da linha 4 e é conexo minimal pois, caso contrario, existe aresta h tal que G'-h é conexo mas entao G-h é conexo e dessa forma h seria removida. Portanto, G' é uma árvore geradora de G. Agora, consideremos a seqüência (e1,e2,...,ek) em que as arestas foram removidas de G. Seja T uma árvore geradora mínima de G com o maior número possível de arestas em comum com G' e vamos mostrar que T=G'. Suponha o contrario, T diferente G'. Entao pelo menos uma das arestas removidas deve estar em T e seja m = min{j: ej esta em T} Por definição G'+em contém um circuito; nesse circuito deve existir uma aresta f de G' que não está em T e como em foi retirada de G devemos ter peso(f)<=peso(em). Logo c(T+f-e_m)<= c(T) e como T é de custo mínimo vale a igualdade, ou seja T+f-em é de custo mínimo e, ainda, com mais arestas em comum que T contrariando a escolha de T.