Autor Tema: Una gráfica G es un bosque si y solo si...

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20 Marzo, 2008, 03:32 am
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ma_re80

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Demuestre que una grafica G es un bosque si y solo si toda subgrafica inducida de G contiene un vertice de grado a lo mas uno

20 Marzo, 2008, 03:31 pm
Respuesta #1

León

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¡Hola! Bienvenida al foro.

Pongámonos de acuerdo en que un bosque es un grafo (finito, no dirigido) que no contiene ningún ciclo (nota: en castellano me resulta más natural "grafo" que "gráfica").

ida
\( \Rightarrow\\ \))
Supongamos que G es un bosque, tomemos cualquier subgrafo no vacío H y  construyamos la siguiente sucesión de vértices de H:
\( \displaystyle
\left\{\begin{array}{l}
x_1\in H\\
x_{n+1}\left\{\begin{array}{l l}
\in\mbox{Hom}_H(x_n,-)-\{x_{n-1}\}&\mbox{si }\mbox{Hom}_H(x_n,-)-\{x_{n-1}\}\neq\emptyset\\
=x_n &\mbox{si }\mbox{Hom}_H(x_n,-)-\{x_{n-1}\}=\emptyset
\end{array}\right.\end{array}
 \)

(Nota: Entiéndase \( \mbox{Hom}_H(x,-):=\{y\in H/(x,y)\in\mbox{Hom}(H)\} \), es decir, el conjunto de todos los vértices vecinos de x en H.)

Como el grafo H es finito existen \( k_0<k_1 \) tales que \( x_{k_0}=x_{k_1} \). Si \( (x_{k_1-1},x_{k_1})\in\mbox{Hom}(H) \) entonces...
\(
\xymatrix@1{
{x_{k_0}} \ar[r]& {x_{k_0+1}} \ar[r] & \ldots \ar[r] & {x_{k_1-1}} \ar@(ul,ur)[lll]
}
 \)
... es un ciclo, lo que contradice nuestras hipótesis.

Dada la forma en que construimos la sucesión, lo anterior no sucede sólo si \( \mbox{Hom}_H(x_{k_1-1},-)\subseteq \{x_{k_1-2}\} \) y por lo tanto encontramos un vértice de H, \( x_{k_1-1} \), que tiene grado 0 o 1 -tal como queríamos.
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vuelta (fácil)
\( \Leftarrow\\ \))
Supongamos que cualquier subgrafo inducido de G tiene un vértice de grado a lo mas 1. Si G tiene un ciclo, ese ciclo es un subgrafo inducido donde todo vértice tiene grado mayor o igual a 2, absurdo.
G no contiene ningún ciclo y por lo tanto es un "bosque".
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Saludos.