Максимальный вес соответствия и субмодульные функции


10

Для двудольного графа с положительными весами пусть с равным максимальному совпадению весов в графе .f : 2 U → R f ( S ) G [ S ∪ V ]G=(U∪V,E)f:2U→Rf(S)G[S∪V]

Правда ли, что субмодулярная функция?f


3
Что вы думаете? Вы пытались это доказать / опровергнуть?
— Юваль Фильмус

Интуитивно кажется, что это должно быть правдой, но я не смог доказать это. Также я думаю, что если это правда, это должен быть хорошо известный результат, но я не смог найти ссылку.
— Джордж Октавиан Рабанка

2
Это верно для невзвешенного случая, поскольку его можно уменьшить до минимальных сокращений. Это не очевидно, как доказать взвешенную версию ...
— Чао Сюй

Рассмотрим K2,2 с весами ребер 1,1,1,2.
— Андрас Саламон

1
@ AndrásSalamon Кажется, что на последнем шаге вы предполагаете, что является аддитивным, что не соответствует действительности. Максимальное соответствие S ∩ T может использовать вершины , которые уже были использованы как согласованием S ∖ T и T ∖ S . У меня есть доказательства для этого сейчас, но определенно больше, чем это. fS∩TS∖TT∖S
— Джордж Октавиан Рабанка

Ответы:


1

Определение . Для заданного конечного множества функция f : 2 A → R является субмодулярной, если для любого X , Y ⊆ A выполнено, что: f ( X ) + f ( Y ) ≥ f ( X ∪ Y ) + f ( X ∩ Y ) .Af:2A→RX,Y⊆A

f(X)+f(Y)≥f(X∪Y)+f(X∩Y).

Лемма. Учитывая двудольный граф с положительными весами ребер, пусть f : 2 A → R + будет функцией, которая отображает S ⊆ A на значение соответствия максимального веса в G [ S ∪ B ] , Тогда f субмодулярна.G=(A∪B,E)f:2A→R+S⊆AG[S∪B]f

Доказательство. Зафиксируем два множества и пусть M ∩ и M ∪ будут двумя совпадениями для графов G [ ( X ∩ Y ) ∪ B ] и G [ ( X ∪ Y ) ∪ B ] соответственно. Для доказательства леммы достаточно показать, что можно разбить ребра в M ∩ и M ∪ на два непересекающихся соответствия M X и M YX,Y⊆AM∩M∪G[(X∩Y)∪B]G[(X∪Y)∪B]M∩M∪MXMYдля графиков и G [ Y ∪ B ] соответственно.G[X∪B]G[Y∪B]

Ребра и M ∪ образуют совокупность чередующихся путей и циклов. Пусть C обозначим эту коллекцию и заметим , что не цикл C не содержит вершин из X ∖ Y или Y ∖ X . Это верно, потому что M ∩ не совпадает с этими вершинами.M∩M∪CCX∖YY∖XM∩

Пусть множество путей в C , по меньшей мере с одной вершиной в X ∖ Y и пусть Р У множества путей в C , по меньшей мере с одной вершиной в Y ∖ X . Два таких пути изображены на рисунке ниже.PXCX∖YPYCY∖X

введите описание изображения здесь

Утверждение 1. . PX∩PY=∅

P∈PX∩PYxX∖YPyY∖XPxyX∩YM∩PxyAPM∩M∩xy

MX=(PX∩M∪)∪((C∖PX)∩M∩)
MY=(PX∩M∩)∪((C∖PX)∩M∪).
MX∪MY=M∩∪M∪MX∩MY=M∩∩M∪MXMYG[X∪B]G[Y∪B]MXG[X∪B]Y∖XMXPXY∖XM∩Y∖XMXX∪Bx∈XMXxM∪M∩MXG[X∪B]MYG[Y∪B]

MXMYMYC′≐C∖PX∖PYXΔYMX=(PX∩M∪)∪(PY∩M∩)∪(C′∩M∩)MYXYM∩M∪
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.