算法作業:證明題(5)-- 8.12

問題摘要:

證明如下問題是NP-完全問題,給定一個無向圖G=(V,E)和整數k,求G中一個規模爲k的團以及一個規模爲k的獨立集

證明:


a)對於團,因爲對於V的子集V’,其每一對節點是由邊集一條邊相連,則團爲G完全子圖。又對於一個給定圖G,對於頂點子集V’的任一對頂點(u,v),判斷其是否屬於E,可在多項式事件確定V’是否爲團

φ= C1∧C2∧C3...∧Ck爲3-CNF中一個具有k子句的布爾公式,每個子有三個不同文字l1,l2,l3。要構造滿足φ的圖G,當且僅當G包含一個k規模的團。

其中,圖G構造方式爲,對於φ的每個子句Cr將三個頂點V1,V2,V3組成的三元組放入V,設立以下兩個條件

1)Vi,Vj處於不同三元組

2)Vi,Vj相應文字一致

當滿足1,2條件時,則則在Vi,Vj設立一條邊(Vi,Vj)。再證明圖G滿足要求,假定φ有可滿足性賦值,每個子句Cr至少包含一個文字li,賦值爲1,對應一個頂點Vi,從每個子句挑選賦值爲1的文字得到k個頂點,記k頂點構成集合V’,任兩點都有邊,這對應第一個條件V'構成G的一個規模爲k的團

如果G中有規模爲K的團V’,對構圖G條件1,V’頂點對應文字都不在一個子句,因此V’頂點恰好 包含k個子句,將V’頂點對應的文字賦值爲真。對於條件2,所有邊相連頂點相應文字一致,同時賦值爲1,就找到一組滿足φ的賦值條件,所以φ可滿足


b)對於獨立集,依據圖G中,存在規模爲k的團,當且僅當G中存在k規模獨立集,因此,獨立集問題也爲NP-完全問題

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