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補題証明済み

握手補題

内容

任意の有限グラフ G=(V,E)G=(V,E) において、∑v∈Vdeg⁡(v)=2∣E∣\sum_{v \in V} \deg(v) = 2|E| が成り立つ。したがって、次数が奇数である頂点の個数は偶数である。

なぜ正しいのか?

どの辺もちょうど二つの端点を持つので、すべての頂点の次数を足し合わせると、各辺はちょうど二回数えられる——パーティーでの握手が、両方の参加者からそれぞれ一回ずつ数えられるのと同じである。合計はある整数の二倍なので偶数となり、これにより奇数次数の頂点の個数も偶数でなければならないことになる。

証明の概略

各辺 {u,v}\{u,v\} は deg⁡(u)\deg(u) に厳密に1、deg⁡(v)\deg(v) に厳密に1を寄与するので、すべての頂点にわたって deg⁡(v)\deg(v) を足すと各辺がちょうど二回数えられ、∑vdeg⁡(v)=2∣E∣\sum_v \deg(v) = 2|E| となる。右辺は偶数なので次数の和は偶数である。偶数次数の頂点の次数の和は自動的に偶数だから、奇数次数の頂点の次数の和も偶数でなければならず、これは奇数次数の頂点の個数が偶数である場合にしか成り立たない。

提示者

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参考文献

  1. Douglas B. West (2001). Introduction to Graph Theory