根据度数判断是否为一棵树的新证法!

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:::info[新人必读] 这种东西好像要在显著位置标记一下,避免误导新人吧。

请注意这是休闲娱乐,本文证明过程请勿当真。

众所周知树的计数,但是考场上我已经忘了怎么根据度数判树。

这是我感冒头疼时想的,当乐子就行。

给定 n 个结点,每个点的度数为 d_i,判断是否是一棵树。

这不是唐题吗?!考虑是树的时候有什么条件,众所周知树是平面图,那从平面图入手。

约定 s = \sum\limits_{i=1}^{n} d_in_1=\sum\limits_{i=1}^{n} [d_i=1]n_2=\sum\limits_{i=1}^{n} [d_i=2],原树边数 m,显然 m=\frac{s}{2}

考虑 V-E+F=2,怎么把度数和 V,E,F 扯上关系?诶,我构建一个新图 G,把树上的每个点 i,在 G 中看成一个大小为 d_i 的环!

考虑树边。初始 G 中所有点都未标记。然后考虑树边 (u,v),对于 u,任选一个 Gu 代表的环上的未标记点 xv 同理选出 y。然后连边 (x,y) 并标记 x,y

然后这个图很 intersting,因为原树上任意一个度数 \ge 3 的点都可以围成一个面!特殊处理一度点 n_1、二度点 n_2

然后手推一下发现:

V=s-n_2\\ E=m+s-n_1-2n_2\\ F=n+1-n_1-n_2

于是:

\begin{aligned} V-E+F &= s-n_2-m-s+n_1+2n_2+n+1-n_2-n_2\\ &= n+1-\frac{s}{2}\\ &= 2 \end{aligned}

所以 s=2(n-1),故 \sum d_i=2(n-1) 时才是棵树!

这个证法真是好呀……

诶什么叫树上 m=n-1 所以 \sum d_i=2m=2(n-1)?!