سوال ۲

سلطان با کوگوشیان بازی می‌کند. سلطان در ابتدا گرافی ساده و ۱۰۰ أسی روی تخته می‌کشد و یک رأس به عنوان مبدأ و رأسی دیگر به عنوان مقصد روی آن مشخص می‌کند. کوگوشیان باید مسیری از مبدأ به مقصد درگراف مشخص کند. کوگوشیان باید به تعداد یال‌های غیر برشی این مسیر، به سلطان پول بدهد. اگر هر دو نفر به صورت بهینه بازی کنند، کوگوشیان چقدر پول به سلطان خواهد داد؟

راهنمایی

اگر ۴ راس داشته باشیم، پاسخ چیست؟ اگر ۳ راس اضافه شوند چه؟

راهنمایی

مثال را با نمونه گیری از حالات بالا و اتصال تعدادی «لوزی» به هم بسازید.

راهنمایی

تعریف دقیق گراف چنین خواهد بود. راس‌های $a_1, a_2, \dots, a_{333}$ را تعریف می‌کنیم. حال برای هر $i$ از ۱ تا ۳۳۲، راس $b_i$ و $c_i$ را تعریف می‌کنیم. $b_i$ را به $a_{i-1}$ و $a_i$ متصل می‌کنیم و $c_i$ را مشابه $b_i$.

راهنمایی

فرض کنید گراف یال برشی نداشته باشد. سعی کنید حکم را ثابت کنید.

راهنمایی

برای اثبات گزاره‌ی راهنمایی فوق، روی گراف الگوریتم BFS را اجرا کنید.

راهنمایی

چون گراف یال برشی ندارد، بین هر دو ارتفاع از BFS حداقل دو یال وجود دارد.

راهنمایی

پس دو ارتفاع متوالی وجود ندارند که هر دو شامل دقیقا ۱ راس باشند.

راهنمایی

پس بیشینه‌ی ارتفاع درخت BFS برابر $\left\lfloor \frac{2(m-1)}{3} \right\rfloor$ خواهد بود.

راهنمایی

حال از این مسئله در سوال اصلی استفاده کنید.

راهنمایی

یال‌های برشی را از گراف حذف کنید.

راهنمایی

به کمک راه حلی که برای گراف‌های بدون یال برشی یافتیم، از هر راس هر مؤلفه می‌توانید به هر راس دیگرش بروید. سپس بین مؤلفه‌ها جابه‌جا شوید تا به مقصد برسید.