פרק 2:
Transcription
פרק 2:
פרק :6מסילות המילטון דוגמה של מעגל המילטוני בגרף-מסילה סגורה הכוללת כל קודקוד פעם אחת בדיוק ,ומסתיימת בקודקוד ההתחלה. מבוא לפרק: בפרק 5התעסקנו בשאלה עבור איזה גרפים ניתן לעבור על כל צלעות הגרף בדיוק פעם אחת. דרך משפט 5.1הבאנו אפיון של כל אותם הגרפים. בפרק זה ,וכן בפרק הבא ,נדון במסלול מסוג אחר ,ונשאל :עבור איזה גרפים ניתן לעבור על כל קודקוד בדיוק פעם אחת? בניגוד לשאלת הצלעות ,אין אפיון של גרפים אלה .אין אפילו אלגוריתם למציאת מסלולים בגרף כללי עליו ידוע שקיים מסלול כזה )!( ) ,כדוגמת האלגוריתם של Fleuryמ פרק .(5 דרך כמעט יחידה להכריע האם קיים מעגל המילטוני בגרף וכן למצוא כמה כאלה יש ,היא על ידי חיפוש! נעבור לגוף הפרק ,ונלמד מה ניתן להסיק בכיוון .לאורך הדיון ,נתייחס ליישומים שונים למיניהם ,ברוח דומה לנעשה בפרק .5 הגדרה: פרק - 6עמוד 1 יהא > G =< V , Eגרף. • מסלול המילטוני הוא מסלול העובר בכל קודקוד של Gבדיוק פעם אחת .גרף שיש לו מסלול המילטוני יקרא המילטוני למחצה. • מעגל המילטוני הוא מסלול סגור העובר בכל קודקוד )פרט לקודקוד הראשון שהוא גם האחרון( של Gבדיוק פעם אחת. תרגיל: האם גרף יכול להיות המילטוני וגם המילטוני למחצה? השווי עם אוילרי לעומת אוילרי למחצה. המונח קרוי על שמו של ויליאם רואן המילטון ,מתמטיקאי ואסטרונום אירי. כפי שהזכרנו ,השאלה הבאה נותרה שאלה פתוחה בתורת הגרפים: "תני תנאים הכרחיים ומספיקים לכך שגרף הוא המילטוני". עם כל הנאמר ,ברצונינו לחקור איפיונים אפשריים של המילטוניות או ,לחילופין ,לזהות עדויות לכך שגרף לא יכול להיות המילטוני .ננסה להחכים דרך הדוגמאות הבאות: דוגמאות: C n .1המילטוני לכל - n ≥ 3הגרף C nעצמו מהווה מעגל המילטוני. .2 K nהמילטוני לכל , n ≥ 3שכן ,למשל ,תת הגרף שלו C nהוא מעגל המילטוני בו. דוגמאות ,1,2מצביעות על הבדל אחד גדול בין גרפים אוילריים לבין גרפים המילטוניים .בעוד שמעגל אוילרי חייב לעבור דרך כל צלע ,מעגל המילטוני בגרף מסדר " nמנצל" רק nמצלעותיו- ראי למשל באיור הבא של מעגל המילטוני ב K 8 -להמחשת העניין: פרק - 6עמוד 2 מעגל המילטוני בגרף K 8מאויר על ידי הצלעות האדומות. נשים לב שמעגל המילטוני עובר דרך 8צלעות בלבד מבין 28צלעותיו! .3כדי לחזק את התובנה בדבר קיום או אי קיום מעגלי המילטון ,תוכלי להתאמן ביישומון . Hamilton circuits .4פאונים משוכללים :כל 5הפאונים משוכללים הם המילטוניים .נתאר אותם ,ולאחר מכן נצביע על מעגל המילטוני בכל אחד מהם: פאונים משוכללים: בגאומטריה של המרחב ,פאון משוכלל הוא גוף קמור המוגבל על ידי מצולעים משוכללים ,כך שבכל קודקוד שלו נפגש מספר שווה של מקצועות ולכל פאה מספר שווה של פאות הצמודות לה .בשלושה מימדים ,קיימים חמשה פאונים משוכללים בלבד -בספרו "יסודות" ,הראה אוקלידס איך לבנות את הגופים האלה והוכיח שאלה הפאונים המשוכללים היחידים בשלושה מימדים .לחצי כאן לאנימציה המאפשרת ראייה מכל כיוון של כל אחד מהם על ידי לחיצת העכבר בתוך התמונה המתאימה, ולאחר מכן ,גרירה בעזרת הלחצן השמאלי לכל כיוון .להלן תיאור של כל אחד מהפאונים, ובעקבותיהם איוריים מתאימים. פרק - 6עמוד 3 .1גרף מסדר 4הנקרא ארבעון )טטרהדרון( -פאון משוכלל בעל 4פאות שכל אחת מהן היא משולש שווה צלעות. .2גרף מסדר 8הנקרא קובייה )הקסהדרון( -פאון משוכלל בעל 6פאות שכל אחת מהן היא ריבוע) .אותו ראינו כבר ב פרק (2 .3גרף מסדר 6הנקרא תמניון )אוקטהדרון( -פאון משוכלל בעל 8פאות שכל אחת מהן היא משולש שווה צלעות; מורכב משתי פירמידות ריבועיות ,המחוברות בבסיסן. .4גרף מסדר 20הנקרא תריסרון )דודקהדרון( -פאון משוכלל בעל 12פאות ,שכל אחת מהן היא מחומש שווה צלעות. .5גרף מסדר 12הנקרא עשרימון )איקוסהדרון( -פאון בעל 20פאות שכל אחת מהן היא משולש שווה צלעות. איקוסהדרון דודקהדרון אוקטהדרון הקסהדרון טטרהדרון להלן ייצוגים גרפיים של כל פאון משוכלל ,ובכתום ,מסומנים מעגלי המילטון מתאימים . icosahedron dodecahedron octahedron cube פרק - 6עמוד 4 Tetrahedron טכניקות לשלילת המילטוניות: נפתח בדוגמה מאלפת. נצא מהאוקטהדרון -לו 8פאות ,ו 6-קודקודים ABCDEFהמסומנים באדום באיור השמאלי .בכל פאה נוסיף קודקוד –אלה המסומנים בהתאמה בכחול על ידי α , β , γ , δ , ε ,η , κ ,τ ,באיור הימני .בכל פאה, נחבר את הקודקוד החדש לכל אחד משלשת הקודקודים שבפאה שלו-צלעות אלו סומנות בירוק באיור הימני .כך נוצר גרף מסדר , 14שם 6הקודקודים המקוריים מסומנים באדום 8 ,הקודקודים החדשים בכחול ,והחיבורים החדשים בירוק-כאשר רק חלק מהם נראים באיור. השאלה :האם יש לגרף זה ,הגרף הימני ,מעגל המילטון? נראה שלא קיים מעגל או מסילת המילטון לגרף זה. נניח בשלילה שקיים מעגל המילטון .אם כך ,המעגל עובר דרך כל 14הקודקודים פעם אחת בדיוק, ונסגר. פרק - 6עמוד 5 נעיין בשכנים של הקודקודים ) α , β , γ , δ , ε ,η , κ ,τהכחולים( בגרף .לכל קודקוד כזה יש רק שכנים אדומים בגרף .לכן ,בכל מעגל המילטוני שניצור ,חייב להיות שמבין כל 2קודקודים כחולים יש קודקוד אדום .אך אין מספיק קודקודים אדומים )יש רק 6מהם!( המסקנה :הגרף הנ"ל אינו המילטוני! תרגיל: האם הגרף המילטוני למחצה? אמנם הגרף בדוגמה הקודמת אינה זוגית )למה?( ,אין צלעות המחברות בין שני קודקודים כחולים, ולכן הוא "מזכיר" תכונות של גרפים זוגיים. נפנה אם כן ,לשאלה הבאה: שאלה: איזה גרפים זוגיים הם המילטוניים? המשפט הבא יענה חלקית על השאלה. משפט 6.1 יהא > G =< V , Eגרף זוגי המילטוני .אזי לשתי קבוצות החלוקה שלו יש אותו מספר איברים. הוכחת משפט :6.1 נניח ש > G =< V , Eגרף זוגי המילטוני מסדר . nעלינו להראות שקבוצת קודקודיו , V ,מחולקת על ידי חלוקה לשתי קבוצות בנות אותו מספר איברים כל אחת .יהא > < v1 , v 2 ,.., v n , v1מעגל המילטוני ב- . Gמצד אחד ,נזכור שמעגל המילטוני מכיל את כל קודקודי . Gמצד שני ,על פי משפט n ,Kőnigהוא זוגי ,והאיברים v1 , v 2 ,.., v n הם לסירוגין באברי חלוקה שונים .התוצאה נובעת■ . פרק - 6עמוד 6 תרגיל: .1תני תנאי הכרחי לכך שגרף זוגי הוא המילטוני למחצה. )"אם Gגרף זוגי למחצה ,אזי______________"( .2הוכיחי או הפריכי :יהא > G =< V , Eגרף זוגי אשר לשתי קבוצות החלוקה שלו יש אותו מספר איברים .אזי Gהמילטוני. כעת ,אולי האינטואיציה שלנו מספיק "מפותחת" כדי לשער שתנאי הכרחי להמילטוניות זה שיהיה "מספיק" צלעות בגרף .נראה על ידי הדוגמה הבאה ,איך העדר צלעות יכול לשלול המילטוניות. דוגמה: נעיין בדוגמה באיור .נשים לב שהגרף הוא זוגי ,כמצוין על ידי צביעה חוקית של הקודקודים ABCDEFGבאדום והקודקודים abcdefghiבסגול .היות ומדובר בגרף מסדר ,16ואברי חלוקה מגודל 9ו ,7-אזי ממשפט 6.1אנו יודעים שגרף זה אינו המילטוני. כעת נראה זאת גם בדרך אחרת. נעיין בקודקודים הסגולים .העיקרון הוא כדלהלן: נניח בשלילה שיש מעגל המילטוני .נבצע את השלבים הבאים: פרק - 6עמוד 7 א .ספירת הצלעות שלא יכולות להיות במעגל: היות וכל קודקוד מופיע אך ורק פעם אחת במעגל ,כתוצאה מכך ,כל קודקוד תורם רק 2צלעות למעגל! שאר הצלעות שיוצאות ממנו אינן במעגל. אי לכך ,נערוך טבלה של הקודקודים הסגולים ,ABCDEFGוהערכיות של כל אחד ,לעומת מספר הצלעות שיוצאות ממנו שאינם במעגל: קודקוד ערכיות מספר הצלעות שאינם במעגל A 3 ) 1שכן רק 2מ 3-הצלעות שיוצאות מ A-יכולת להיות במעגל( B 5 3 C 5 3 D 5 3 E 3 1 F 3 1 G 3 1 סה"כ 13 נסכם את מימצאינו עד כה :אם יש מעגל המילטוני בגרף ,יש 13צלעות שבוודאי לא תהיינה בו. ב .ספירת הצלעות שחייבות להיות במעגל: היות ומדובר במעגל המילטוני בגרף מסדר ,16מספר זה שווה בהכרח ל.16- ג .ספירת צלעות הגרף ,והשוואה: משלבים א' ו-ב ,לומדים שמספר הצלעות בגרף חייב למנות לפחות ,(13+16) 29אך בגרף זה 27 צלעות בלבד! מכאן ,שאין מעגל המילטון בגרף! פרק - 6עמוד 8 הערה: .1הגרף גם לא המילטוני למחצה! שכן למסילת המילטון דרושים 15צלעות ,אך עדיין מתקיים: . 15 + 13 > 27 .2בסעיף א' ,ספרנו רק את הצלעות העודפות היוצאות מהקודקודים הסגולים ,וזה כדי לוודא שלא ספרנו צלעות עודפות יותר מפעם אחת .בדקי שאם היינו חוזרים על אותו שיקול לגבי הקודקודים האדומים במקום הסגולים ,לא היינו יוצרים סתירה) .וזה למרות שכבר ידוע לנו דרך שתי הוכחות שאין מעגל המילטוני בגרף!( .ככלל ,זוהי טכניקה שלא מובטחת ל"עבוד". הפרש: יישום מעניין :סיור ַ בעיית סיור הפרש ,או ,כפי שמכונה באנגלית, The Knight's tour problemהיא עוד דוגמה של חידת שחמט. הבעיה: בהנתן לוח שחמט מגודל , r × sמצאי ערכי r, sעבורם קיימת מסילה/מעגל של תנועות הפרש בלוח ,בו הוא מבקר בכל משבצת פעם אחת בדיוק .נכנה טיולים מסוגים כאלה בהתאמה על ידי מסילת פרש/מעגל פרש . הערה :תנועה של פרש הוא מעבר לכל אחת מהמשבצות 8 7 6 5 4 3 2 1 א ב ג ד ה ו ז ח הדגמת אפשרויות תנועה של פרש. פרק - 6עמוד 9 כמסומן באיור למטה. ניסוח מתמטי: במילים אחרות ,השאלה היא :בהנתן גרף מסדר ) rsכאשר הקודקודים מתאימים למשבצות הלוח, וקודקודים הם שכנים אם ורק אם מרחק המשבצות אחת לשניה מתאים לתנועה חוקית של הפרש ביניהן( ,עבור איזה r, sהגרף הוא המילטוני או המילטוני למחצה? ישנן בעיות דומות נוספות רבות. מביניהן :אם לוח כזה הוא המילטוני ,כמה מסילות שונות כאלה קיימות? ב פרק 7נדון בשאלה דומה לזה בהקשר של גרפים שלמים. הערה: בניגוד לשאלה הפתוחה שהזכרנו בראשית הפרק ,בעיית הפרש היא פתורה-שימי לב לתאריך המשפט" -היסטוריה בימינו"! המשפט מהווה אפיון של כל לוחות השחמט בעלי מעגל פרש. משפט :(1991) Schwenk משפט – 6.2משפט : Schwenk לכל לוח שחמט מגודל , r × sכאשר , r ≤ sקיים מעגל פרש פרט לכל אחד מהמקרים הבאים: r, s .1שניהם אי זוגיים ,שונים מ1- r = 1, s > 1 .2 r = 2 .3 r = 4 .4 ⎧4 ⎪ r = 3 ∧ s = ⎨6 .5 ⎪8 ⎩ לא נוכיח את המשפט כולו ,אלא רק נראה שבחלק מחמשת המקרים המצוינים אין מעגל פרש. פרק - 6עמוד 10 הוכחה חלקית של משפט :6.2 הוכחת מקרה r = 4 :4 נניח , r = 4ונוכיח כי אין מעגל המילטון. במילים אחרות הלוח שלנו נראה כמו באיור למטה. נניח בשלילה שיש מעגל כזה ,ונגיע לסתירה. שימי לב לשני חוקי "צביעה" הבאים ,כאשר צירופם יחד יוביל לסתירה המבוקשת: א .בכל תנועה של הפרש ,הפרש עובר ממשבצת שחורה למשצבת לבנה או להפך. ב .מצד שני ,בהתייחס לצביעת הלוח בסגול וירוק באויר הבא ,יש מספר שווה של משבצות סגולות וירוקות .נשים לב שממשבצת ירוקה הפרש חייב לעבור למשבצת סגולה ,וממשבצת סגולה, למרות שיש לו אופציה לעבור למשבצת מכל אחד מהצבעים ,היות ויש מספר שווה של משבצות משני הצבעים ,כדי ליצור מעגל המילטוני הוא חייב לעבור למשבצת ירוקה) .כי אחרת לא יהיו מספיק משבצות סגולות בכדי לסיים את המעגל(. פרק - 6עמוד 11 כעת ,נניח ללא הגבלת הכלליות שהוא התחיל את המעגל במשבצת שחורה -ירוקה )שחורה ביחס לצביעה "הרגילה" של הלוח בצבעי שחור/לבן ,וירוקה ביחס לצביעה של הלוח בצבעי ירוק/סגול( . ניתן להניח כך ,כי אם המשבצת ההתחלתית צבועה בצירוף אחר של צבעים ,ניתן לשנות את הטיעון הבא בהתאם. על פי האמור ,בכל מעבר הוא חייב לשנות את הצבע שניתן מצביעה א' ,וגם לשנות את הצבע שניתן מצביעה ב' .לכן ,הוא חייב לעבור למשבצת לבנה סגולה ,וממנה לשחורה ירוקה וכו' עד לסיום המעגל ,כאשר עבר דרך כל משבצות הלוח .מה שיוצא הוא שכל המשבצות הירוקות הם שחורות, וכל המשבצות הלבנות הם סגולות -דבר שהוא לא נכון! מסקנה :אין מעגלי פרש בלוחות מגודל , 4 × sעבור 4 ≤ s ■. תרגיל :הוכיחי שהגרפים שבמקרים 1,2,3המוזכרים במשפט אינם המילטוניים. שאלה: האם בלוח שחמט מגודל , 4 ≤ s , 4 × sקיימת מסילת פרש? מסתבר שהתשובה היא חיובית ,פרט למקרה . 4 × 4המעוניינים מוזמנים לפנות לדף זה הכולל מידע וכן קישורים מקיפים בנושא סיורי פרש. תנאים מספיקים לקיום מעגל המילטוני: נחזור כעת לנושא המרכזי של הפרק ,ונביא תנאי מספיק לכך שגרף הוא המילטוני .יש הרבה תנאים מספיקים אחרים ,חלק מהם נראה בתרגיל .6 משפט - 6.3משפט :(1952) Dirac n יהא > G =< V , Eגרף מסדר n ≥ 3ו- 2 ≥ ) . δ (Gאזי Gהמילטוני. שימי לב :גם האמירה במשפט 6.3מבטאת את הרעיון שאם יש מספר גדול "מספיק"של צלעות בגרף ,אזי הוא המילטוני. פרק - 6עמוד 12 הוכחת משפט 6.3 n נניח בשלילה ,זאת אומרת ,נניח שקיים גרף Gמסדר n ≥ 3ו- 2 ≥ ) , δ (Gשהוא לא המילטוני. מקרה א': נניח ש Gהוא "קריטי" ביחס ל"חוסר המילטוניות" .פירוש הדבר ,שאם מוסיפים לו צלע נוספת אחת ,ולו רק צלע אחת ,הגרף המתקבל הוא המילטוני. הערה חשובה :הגרף מסדר nעם כל הצלעות K n ,הוא המילטוני כפי שראינו ,ולכן קיימים גרפים קריטיים ביחס לחוסר המילטוניות. תרגיל :מצאי גרף קריטי ביחס להמילטוניות מסדר .5 יהיו 2 u , vקודקודים שאינם שכנים. נשים לב שקיימים כאלה) ,למה?!( .כעת ,הגרף , G' = G + uvדהיינו הגרף המתקבל מ G -על ידי הוספת הצלע ( uvהוא גרף המילטוני ,כי הוא התקבל מהגרף הקריטי Gעל ידי הוספת צלע .לכן קיים מעגל בגרף ' Gהמכיל את כל קודקודי . Vנוריד ממנו את הצלע , uvוקיבלנו מסילת המילטון בG - שקצותיו . u, v נסמן את קדוקודי Vעל פי סדר הופעתם במסילה. < u = v1 , v 2 ,.., v n = v > : נביט בשכני הקודקוד . u טענה :אם , deg G u = kאזי יש לפחות kקודקודים שאינם שכנים של . v הוכחת הטענה: נזכור שהאוסף } {u = v1 , v 2 ,.., v n = vמהווה רשימה שלמה של כל קודקודי . G נשים לב שאם שאחד משכני uהוא ,( 1 ≤ i ≤ n − 1 ) vi +1אזי viאינו שכן של . v כי אחרת ,קיים מעגל המילטון > < vi +1 , v1 , v 2 ,..vi , v n , v n −1 , v n − 2 ,...vi + 2 , vi +1בגרף )כפי שמודגם באיור הבא( ,דבר שלא ייתכן. פרק - 6עמוד 13 התוצאה נובעת על ידי הפעלה חוזרת של השיקול הנ"ל עבור כל שכני . u בפרט ,מהטענה ,נוכל להסיק) . deg G v ≤ n − 1 − k ⇐ deg G u = k :הקודקוד vלא יכול להיות שכן ,לא לעצמו ,ולא לעוד kקודקודים אחרים(. n אך מצד שני 2 ≥ ) . δ (Gניעזר בהנחה זו ונקבל סתירה: n n + ≤ deg G u + deg G v ≤ k{ + n1 −2 14 +3k = n − 1 4 degG v≤ n −1+ k deg u 2 2 δ ( G )≥ n deg v מקסימום G G =. n 2 סתירה זו מוכיחה את המשפט עבור גרפים קריטיים. מקרה ב': n נניח ש G =< V , E > -גרף מסדר n ≥ 3ו- 2 ≥ ) δ (Gשהוא לא המילטוני וגם לא גרף קריטי ביחס להמילטוניות .נדון בשני קודקודים x, yכל שהם ב G -שאינם שכנים ב). G -למה קיימים כאלה?( .אם הגרף G ' = G + xyאינו המילטוני ,אזי ' Gגם מקיים את הנחותינו -הוא גרף מאותו סדר כמו G ' , G n מקיים 2 n 2 ≥ ) ' ) δ (Gשכן היות והשוני היחיד בין Gלבין ' Gהיא הוספת צלע ,מתקיים ≥ ) ,( δ (G ' ) ≥ δ (Gו G ' -אינו המילטוני .נחליף את Gב . G ' -נחזור על תהליך זה של הוספת צלעות לגרף ,עד אשר לא נוכל להמשיך להוסיף עוד צלעות מבלי שהגרף הנוצר נהיה המילטוני .בשלב ההוא קיבלנו גרף קריטי ,וחזרנו למקרה א'■ . בעיית הסוכן הנוסע: בהקשר גרפים המילטוניים ,נזכיר יישום מפורסם ,הנקרא "בעיית הסוכן הנוסע" והידוע גם בקיצור בשם TSPאו ) .( Travelling Salesman Problemהבעיה עוסקת בסוכן נוסע ,שבמסגרת פרק - 6עמוד 14 ניסוח מתמטי לבעייה: למצוא בגרף ממושקל מסלול המילטוני שמשקלו הוא הקטן ביותר. לאור הנאמר בפתח הפרק ,העובדה שין אלגוריתם למציאת פתרון לבעיית TSPבגרף ממושקל אינה מפתיעה .עם זאת ,קיים אלגוריתם של קירוב לבעיית הסוכן הנוסע .לא נחקור אותו במסגרת קורס זה. נסיים פרק זה בחקירת קיום מעגלים המילטונייים בגרפים מכוונים: המילטוניות בגרפים מכוונים: ראינו) -בלי הרבה מאמץ☺( ,שגרף שלם לא מכוון מסדר nהוא המילטוני .מה עם גרף שלם מכוון? כאן השאלה היא אחרת ,שכן כל הצלעות כעת נהיו "רחובות חד סטריים"! תרגיל :הראי על ידי דוגמה נגדית שלא כל גרף מכוון שלם מסדר nהוא המילטוני. הדרכה :נחשוב על nהקודקודים כעל nאנשים ,אשר בין כל שניים מתקיים משחק שחייב להסתיים ב"מנצח" ו"מפסיד".נכוון את הצלע בין 2הקודקודים המתאימים בגרף מהמפסיד אל המנצח .איזה גרף יתקבל אם יש אדם שהוא "לוּזר" –דהיינו שהוא מפסיד בכל אחד מ n − 1 המשחקים שהוא משחק? המילטוניות למחצה בגרפים מכוונים שלמים : שאלות: ⎞⎛n (1כמה גרפים מכוונים שלמים )לא איזומורפיים( קיימים מסדר ? nהוכיחי שהתשובה היא ⎟⎟ ⎜⎜ . ⎠⎝2 (2האם קיימת מסילה המילטונית בגרף שלם מכוון מסדר ? n (3ואם כן ,האם קיום או אי קיום של מסילה המילטונית תלוי בכיוונים של הצלעות בגרף השלם המכוון מסדר ? n מסתבר שקיימת מסילה המילטונית לכל גרף שלם מכוון מסדר !! nהנה המשפט: פרק - 6עמוד 15 משפט 6.4 יהי > G =< V , Eגרף שלם מכוון מסדר . n ≥ 2אזי Gהמילטוני למחצה. הוכחת משפט 6.4 באינדוקציה על , nסדר הגרף. עבור , n = 2הצלע היחידה היא מכוּונת ,והמסילה בהתאם. נניח נכונות עבור , nונדון בגרף שלם מכוון Hמסדר . n + 1נבחר קודקוד vבו ונדון בגרף }) . H \ {vניזכור -זה הגרף המתקבל מ Hעל ידי הורדת הקודקוד vיחד עם כל אחת מ n הצלעות המכוונות בין vלבין הקודקודים האחרים ( .אם כך H \ {v} ,הוא גרף שלם מכוון מסדר , nולכן ,על פי הנחת האינדוקציה ,יש לו מסילת המילטון .נסמן את המסילה ואת קודקודיה על ידי > . < v1 , v 2 ,.., v nשימי לב שמשתמע מתוך המספור הזה ,שהצלע בין הקודקודים v1 ,v2מכוונת מ v1 -ל , v 2 -אך לא להפך .הוא הדין לכל שאר הצלעות במסילה(. בגרף , Hחלק מהצלעות בין vלבין שאר הקודקודים פונות מ v -אליהם ,וחלק בכיוון ההפוך .אם הצלע בין vל v1 -היא , vv1אזי > < v, v1 , v 2 ,.., v nהיא מסילת המילטון ב H -כמבוקש .אם לא ,אזי בהכרח הצלע בין vל v1 -היא . v1vיהא 1 ≤ i ≤ n , iהאינדקס המקסימלי עבורו הצלע בין vל vi -היא . v i v אם , i = nאזי כל הצלעות פונות אל , vו < v1 , v 2 ,.., v n , v > -היא מסילת המילטון ב H -כמבוקש .אם , i < nזה אומר שהצלע בין vל vi -היא v i vאך הצלע בין vל vi +1 -היא . vvi +1במקרה זה, > < v1 , v 2 ,...vi , v, vi +1 ...., v nהיא מסילת המילטון בH - כמבוקש■ . פרק - 6עמוד 16 סיכום נושאים ומונחים מפרק :6 • גרף המילטוני • גרף המילטוני למחצה • זיהוי גרפים לא המילטוניים • גרפים זוגיים המילטוניים • משפט Schwenk • משפט Dirac • איזכור של בעיית הסוכן הנוסע • המילטוניות בגרפים מכוונים. פרק - 6עמוד 17