證明從團問題到頂點覆蓋問題的多項式時間歸約。


頂點覆蓋是指覆蓋圖中所有邊的頂點子集。它用於確定給定圖是否具有3SAT到頂點覆蓋的歸約。

團是指所有頂點都直接連線的頂點子集。它用於確定圖中是否存在大小為k的團。

要證明——頂點覆蓋可以歸約為團問題。

證明

給定一個圖G=(V,E)和整數k。

獲取其補圖G'=(V,E')。

求解CLIQUE(G',|V|-k)。

如果存在解,則返回yes;否則,返回no。

為了證明這種歸約,我們需要證明以下幾點:

  • 如果VERTEX-COVER(G,k)存在解,則CLIQUE(G',|V|-k)必須存在解,反之亦然。

  • 假設G有一個頂點覆蓋V' ⊆ V,其中|V|' = k。那麼,對於所有u, v ε V,如果(u, v) ε E,則u ε V'或v ε V'或兩者兼有,因為頂點覆蓋必須覆蓋所有邊。

  • 逆否命題是:對於所有u, v ε V,如果u不屬於V',則(u, v) ε/ E,因此(u, v) ε E。

  • 對於任何一對都不在G的頂點覆蓋V'中的頂點,它們之間在G中有一條邊。

  • 所有都不在V'中的頂點對的並集只是V − V'。因此,根據定義,V − V'是G中的一個團,並且V − V'的大小為|V| − k。

  • 此操作可以在多項式時間內完成。由於VERTEX-COVER可以在多項式時間內歸約到CLIQUE,CLIQUE ε NP並且VERTEX-COVER是NP完全的,因此CLIQUE也是NP完全的。

更新於:2021年6月15日

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