图中两个节点之间的最短路径的索赔?
如果加权和有向图G
上的两个顶点之间的最短路径(可能具有负边)由D(u, v)
,则下面的权利要求总是假的。
具有负边,但没有任何负循环,则D(u,v)上的Sigma(所有顶点对上的和)不能为负。
Why this claims is False?
什么是D(u,v)
哪里没有从u到v的路径没有在笔记中给出,但我认为在这种情况下D(u,v)=0
。
假设如果没有从u
到v
路径,那么D(u,v) = infinity
(我确实没有理由另外假设D(u,v)=0
在这种情况下假设D(u,v)=0
是奇怪的),则声明是真实的。
证明:
首先,假设每对u,v
都有一条路径 - 否则所有对的和都是无穷大,我们就完成了。
对于每对顶点u,v
:
D(u,v)>0
并且D(v,u)>0
这个对将正数贡献给总和 D(u,v)<0
。 由于没有负循环,所以D(u,v) + D(v,u) >= 0
并且因此D(v,u) >= -D(u,v)
。 正如我们所见, D(v,u) + D(u,v)
为求和贡献了一个非负数。 由于上述情况对于每一对u,v
都是正确的u,v
- 没有一对可以贡献负数,并且求和不能是负数。
QED
具有负边,但没有任何负循环,则D(u,v)上的Sigma(所有顶点对上的和)不能为负。
u -> v
,D(u,v)= 0 考虑有向图:
1 -> 2 -> 3
每个弧的成本为-1
:没有负成本循环,但所有对的总和为负。 所以这个说法是错误的,因为我们找到了一个反例。
u -> v
在这种情况下,如果我们想找到一个反例,我们必须考虑一个在所有节点对之间都有路径的图,否则总和总是正的,因为我们将会添加一个无限数量。
考虑从节点x
到节点y
负成本路径。 那么从y
到x
的路径成本必须是正的,并且D(x, y) + D(y, x)
不是负的,否则我们会有负循环,这是不允许的。
由于每个负成本路径必须具有正成本(返回路径+初始路径),因此对于这种情况,该陈述是正确的。
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