{"id":305,"date":"2021-12-31T21:43:24","date_gmt":"2021-12-31T21:43:24","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/adguale\/?p=305"},"modified":"2021-12-31T21:43:24","modified_gmt":"2021-12-31T21:43:24","slug":"grafos-hamiltonianos-y-un-teorema-de-dirac","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/adguale\/2021\/12\/31\/grafos-hamiltonianos-y-un-teorema-de-dirac\/","title":{"rendered":"Grafos hamiltonianos y un teorema de Dirac"},"content":{"rendered":"<p>Un ciclo que pasa por todos los v\u00e9rtices son llamados ciclos Hamiltonianos. Un grafo que contiene un ciclo de Hamilton se llama grafo Hamiltoniano.<\/p>\n<p>Una trayectoria que pasa por todos los v\u00e9rtices se denomina trayectoria Hamiltoniana.<\/p>\n<p>Si el \u00faltimo enlace de un ciclo Hamiltoniano es borrado conseguiremos una trayectoria Hamiltoniana, sin embargo, un grafo no Hamiltoniano puede tener una trayectoria Hamiltoniana.<\/p>\n<p>Ejemplos:<\/p>\n<p>El n-ciclo <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">C_n<\/span> con n v\u00e9rtices distintos es Hamiltoniano. Ahora, dado cualquier grafo Hamiltoniano G, el supergrafo G', obtenido por a\u00f1adir nuevos enlaces entre v\u00e9rtices no adyacentes tambi\u00e9n es Hamiltoniano. Por ejemplo <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">K_n <\/span> es un supergrafo de\u00a0<span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">C_n<\/span> y por lo tanto\u00a0<span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">K_n <\/span>\u00a0 es Hamiltoniano.<\/p>\n<p>El siguiente teorema, debido a Dirac, nos da condiciones suficientes para tener un grafo Hamiltoniano.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Teorema. (Dirac)<\/strong> <em>Si G es un grafo con n v\u00e9rtices, donde <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> n\\geq 3<\/span> y <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> d(v)\\geq n\/2 <\/span>, para cada v\u00e9rtice <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">v <\/span> de G, entonces G es Hamiltoniano.\u00a0<\/em><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Prueba.<\/p>\n<p>Supongamos que G no es Hamiltoniano. Entonces para alg\u00fan valor <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">n\\geq 3<\/span> hay un grafo no Hamiltoniano H en el cual\u00a0<span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> d(v)\\geq n\/2 <\/span> para cada v\u00e9rtice de H. Entonces en cualquier supergrafo\u00a0 K de H esa desigualdad se mantiene si K tiene el mismo conjunto de v\u00e9rtices que H, pues en ese caso a K se lo obtiene simplemente por a\u00f1adir enlaces a H. Entonces existe un grafo no Hamiltoniano maximal G con n v\u00e9rtices y que satisface la desigualdad\u00a0<span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> d(v)\\geq n\/2 <\/span> para cada v\u00e9rtice de G.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Obviamente G no es la gr\u00e1fica completa <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> K_n <\/span>, pues dicha gr\u00e1fica es Hamiltoniana. Luego, hay en G v\u00e9rtices que no est\u00e1n conectados u, v. Sea G+uv un nuevo supergrafo de G. Dado que G es no Hamiltoniano maximal, entonces G+uv es Hamiltoniano, y uv pertenece al ciclo Hamiltoniano.<\/p>\n<p>Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">C: u=v_1 v_2 v_3.. v_n=v<\/span>, ahora sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> S=\\{v_i \\in C: uv_{i+1}\\in E(G)\\}<\/span> y\u00a0<span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> T=\\{v_j \\in C: vv_{j}\\in E(G)\\}<\/span>. Observemos que v no pertenece al conjunto T ni al conjunto S.<\/p>\n<p>Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">|S| , |T| <\/span> y\u00a0 <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">| S \\cup T | <\/span> las cardinalidades de dichos conjuntos. Entonces <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">|S \\cup T|&lt;n<\/span>, y para cada enlace incidente con u, corresponde un v\u00e9rtice <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> v_i \\in S<\/span>, as\u00ed <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> |S|=d(u)<\/span>. Usando un argumento parecido, <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> |T|=d(v)<\/span>.<\/p>\n<p>La siguiente idea es interesante: Supongamos que alg\u00fan v\u00e9rtice <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> v_k\\in S\\cap T<\/span>, entonces hay dos enlaces, uno que une a u con <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> v_{k+1} <\/span>\u00a0 y otro que une a v con <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> v_k <\/span>. Esto implica que el conjunto <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\"> C'=v_1, v_{k+1}, v_{k+2}, .., v_n, v_k, v_{k-1}, .., v_1 <\/span> es un ciclo Hamiltoniano en G, lo que contradice que G sea no Hamiltoniano. As\u00ed <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">S\\cap T <\/span> es vac\u00edo.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Finalmente <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">|S\\cup T|=|S|+|T|-|S\\cap T| <\/span> nos da que <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">|S|+|T|=|S \\cup T|<\/span>, tal que <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">d(u)+d(v)&lt;n <\/span>. Esto es una contradicci\u00f3n porque <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">d(u)\\geq n\/2 <\/span> para todo v\u00e9rtice en G. Y la prueba est\u00e1 terminada.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Un ciclo que pasa por todos los v\u00e9rtices son llamados ciclos Hamiltonianos. Un grafo que contiene un ciclo de Hamilton se llama grafo Hamiltoniano. Una trayectoria que pasa por todos los v\u00e9rtices se denomina trayectoria Hamiltoniana. 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