मेरा मानना है कि "अधिकतम वजन उचित द्विदलीय मिलान" जैसा कि आपने परिभाषित किया है कि यह एनपी-हार्ड है। इससे भी अधिक, एक निष्पक्ष द्विदलीय मिलान के अस्तित्व का निर्धारण एनपी-हार्ड है।
इससे पहले कि मैं एक प्रूफ स्केच दूं, अंतर्ज्ञान के लिए, निम्नलिखित छोटे उदाहरण पर विचार करें। लो जहां , । लो ऐसी है कि के लिए और , जबकि के लिए और । फिर और समतुल्य हैं, इस अर्थ में कि सभी , इसलिए किसी भी निष्पक्ष मिलान को और को समान लाभ देना चाहिए । इसलिए, केवल निष्पक्ष मिलान या तो मेल खाते हैंG′=(L,R,E′=L×R)L={a,b}R={c,d,e,f}pp(u,w)=0u∈Lw∈{c,d}p(u,w)=1u∈Lw∈{e,f}abp(a,w)=p(b,w)w∈Raba और से और , या वे और से और से मेल खाते हैं । इस तरह के गैजेट का उपयोग करके, हम मिलान में किनारों के समन्वय को बाध्य कर सकते हैं। यही कमी का आधार है।bcdabef
यहाँ एक प्रमाण पर एक प्रयास है। यह थोड़ा सा शामिल है। संभवतः कुछ गलतियाँ हैं, लेकिन उम्मीद है कि कोई भी गलतियाँ तय हो सकती हैं।
Lemma 1. दिया गया और जैसा कि समस्या में वर्णित है, यह निर्धारित करता है कि में उचित मिलान है NP -मुश्किल।G′=(L,R,E′=L×R)p:E′→R+G′
प्रमाण स्केच। इसका प्रमाण क्यूबिक ग्राफ में इंडिपेंडेंट सेट से घटाकर है। लेट इंडिपेंडेंट सेट का एक दिया गया उदाहरण है जहां एक क्यूब ग्राफ है (हर शीर्ष पर डिग्री 3 है)। हम एक ग्राफ और प्रॉफिट फ़ंक्शन का निर्माण करने का वर्णन करते हैं कि में एक उचित द्विदलीय मिलान है यदि केवल अगर का आकार का एक स्वतंत्र सेट है ।(G=(V,E),k)G′G′=(L,R,E′=L×R)p:E′→R+G′Gk
में कोने जोड़े में आएंगे, जिन्हें पार्टनर कहा जाता है । इसी तरह में कोने के लिए । प्रत्येक शीर्ष , हम को के भागीदार को निरूपित करते हैं । प्रत्येक शीर्ष उसका भागीदार समतुल्य होगा , जिसका अर्थ है कि हम
नतीजतन, किसी भी निष्पक्ष मिलान करने के लिए एक ही लाभ असाइन करना होगा और । निम्नलिखित में, हम
के मान को दर्शाने के लिए का उपयोग करते हैं ।LRv∈L∪Rv′vℓ∈Lℓ′∈L
p(ℓ,r)=p(ℓ′,r) for all r∈R.
ℓℓ′π(ℓ,r)p(ℓ,r)=p(ℓ′,r)
इसके अलावा, प्रत्येक जोड़ी के लिए में , और भागीदारों की प्रत्येक जोड़ी के में , या तो हम
या हम कर
पूर्व के मामले में, हम कहते हैं कि हम और को और से मिलान करने की अनुमति देते हैं
(क्योंकि ऐसा करने से और को समान लाभ मिलेगा , आवश्यकतानुसार)। बाद के मामले में, हम कहते हैं कि हम और को होने से रोकते हैं (दोनों) और मेल खाते हैंℓLr,r′R
π(ℓ,r)=π(ℓ,r′)
π(ℓ,r)≠π(ℓ,r′).
ℓℓ′rr′ℓℓ′ ℓℓ′rr′
(क्योंकि ऐसा करने से और को समान लाभ नहीं मिलेगा )।
ℓℓ′
जैसा कि दिए गए ग्राफ घन है, यह संतुष्ट करता है, और में आकार का कोई भी स्वतंत्र सेट बिल्कुल किनारों की घटना है । यह मानने में आसानी के लिए मान लें कि ।G=(V,E)3|V|=2|E|IkG3kV={1,2,…,n}
प्रत्येक किनारे लिए, निम्नलिखित करें।{i,j}∈E
साथी कोने की एक जोड़ी जोड़े के । r({i,j}),r′({i,j})R
एंडपॉइंट , को पार्टनर वर्टिस की एक जोड़ी जोड़ें । सेट और से मेल खाने के लिए और
को अनुमति देता है । iℓ(i,j),ℓ′(i,j)L
π(ℓ(i,j),r({i,j}))=π(ℓ(i,j),r′({i,j}))=i,
ℓ(i,j)ℓ′(i,j)r({i,j})r′({i,j})
समरूप रूप से, अन्य समापन बिंदु : पार्टनर के अन्य जोड़े को जोड़ते हैं को , और सेट करें
की अनुमति देता है और
और से मेल खाते हैं ।jℓ(j,i),ℓ′(j,i)L
π(ℓ(j,i),r({i,j})=π(ℓ(j,i),r′({i,j}))=j,
ℓ(j,i)ℓ′(j,i)r({i,j})r′({i,j})
प्रत्येक और को अभी तक जोड़ा गया है, अगर युग्म को स्पष्ट रूप से ) से मिलान करने की अनुमति नहीं है (ऊपर) , तो असाइन करके) मैच को रोकें और प्रत्येक कुछ अद्वितीय संख्या।ℓ∈Lr∈Rℓ,ℓ′r,r′π(ℓ,r)π(ℓ,r′)
इसके बाद, फिलर जोड़े को । प्रत्येक भराव के लिए शीर्ष और प्रत्येक , सेट ।3(|V|−k)Rrℓ(i,j)∈Lπ(ℓ(i,j),r)=0
अंत में, दो कोने जोड़ने और को (भागीदार) एक दो कोने के साथ साथ, और (भी भागीदार) पर । सेट , जिससे और को और मिलान किया जा । प्रत्येक अन्य शीर्ष लिए, कुछ अद्वितीय संख्या के लिए सेट करें । (इसलिए, किसी भी निष्पक्ष मिलान को और से और से मेल चाहिए ।) प्रत्येक के लिए।L0L′0LR0R′0Rπ(L0,R0)=π(L0,R′0)=1L0L′0R0R′0r∈Rπ(L0,r)L0L′0R0R′0i∈V, हर घटना के लिए एज , सेट और ।{i,j}∈Eπ(ℓ(i,j),R0)=iπ(ℓ(i,j),R′0)=|V|−i+1
वह कमी पूरी करता है। खत्म करने के लिए, हम इसे सही साबित करते हैं।
पहले इस बात पर विचार करें कि
के उत्तरार्ध कौन से जोड़े के पूर्ववर्ती हैं, अर्थात,
ℓ(i,j),ℓ(i′,j′)∈L
(∀r∈R) π(ℓ(i,j),r)≤π(ℓ(i′,j′),r).
किनारों की घटना को और को गए मुनाफे को ध्यान में रखते हुए , यह शर्त केवल तभी पूरी की जा सकती है यदि और, शेष किनारों के लिए की परिभाषा का निरीक्षण किया जाए , तो स्थिति पर्याप्त है। इसलिए एक मिलान उचित है अगर और केवल अगर यह और को और को असाइन करता है , और यह भी, कि प्रत्येक , में सभी को समान लाभ देता
R0R′0i=i′πi=i′L0L′0R0R′0i∈V
N(i)={ℓ(i,j):{i,j}∈E}∪{ℓ′(i,j):{i,j}∈E}.
पहले, मान लें कि का आकार का एक स्वतंत्र सेट है । के लिए एक उचित मिलान प्राप्त से के रूप में इस प्रकार है। GIkG′I
मैच और से और ।L0L′0R0R′0
प्रत्येक शिखर के लिए , चलो अपने तीन घटना किनारों हो। प्रत्येक किनारे के लिए , मैच शीर्ष और उसके साथी
से और । यह लाभ में सभी कोने देता है ।i∈I{i,j1},{i,j2},{i,j3}{i,jh}ℓ(i,jh)ℓ′(i,jh)r({i,jh})r′({i,jh})N(i)i
से प्रत्येक के लिए कोने , तीन किनारों से प्रत्येक के लिए को घटना की , मैच और इसकी सहयोगी
फ़िलर वर्टिकल और उसके पार्टनर कुछ अनोखी जोड़ी के लिए । यह लाभ में सभी लंबवत देता है ।|V|−ki∈V∖I{i,j}iℓ(i,j)ℓ′(i,j)rr′N(i)0
इसलिए, यह मिलान उचित है।
अगला, मान लें कि में एक उचित मिलान ।G′M
M को और से और से मेल चाहिए । प्रत्येक लिए , मिलान को प्रत्येक
लाभ को में समान लाभ देना चाहिए। प्रत्येक , उसका भागीदार भी । तो, कमी के निरीक्षण से, इस तरह के प्रत्येक शीर्ष का लाभ या तो होना चाहिए
(जिस स्थिति में सभी छः कोने अनुलंब और उनके साझेदारों से मेल खाते हैं ) या शून्य (जिस स्थिति में सभी छह कोने में भरने वाले कोने से मेल खाते हैं )। चलोL0L′0R0R′0i∈VN(i)ℓ(i,j)∈N(i)ℓ′(i,j)N(i)iN(i)r({i,j})N(i)RI उन लंब रेखाओं का समूह , जिनके लिए पूर्व का मामला है। प्रत्येक किनारे के लिए , शीर्ष , और उसके साथी, प्रत्येक एक शीर्ष से मेल खाते हैं। यह इस प्रकार है कि एक स्वतंत्र सेट । चूंकि भराव कोने की संख्या है , के आकार कम से कम होना चाहिए ।{i,j}r({i,j})I6(|V|−k)Ik
QED (?)
मुझे लगता है कि यह मूल रूप से सही है, अगर थोड़ा दृढ़ हो। मुझे पता है कि क्या आप कोई गलती देखते हैं, या सबूत को आसान बनाने का एक तरीका है।
ऊपर की कटौती यह मान लेना ठीक है। अगर यह अवांछनीय है, तो मुझे लगता है कि हम
साथ पैड कर सकते हैंपूरक कोने, और को किनारों को छोड़कर उनके सभी किनारों को लाभ प्रदान करते हैं । हम बाद के किनारों को लाभ प्रदान कर सकते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि किसी भी अन्य शीर्ष पर भराव का वर्चस्व (न ही हावी) है।|R|>|L|L|R|−|L|R0R′0