与えられた二部グラフにおいて、完全マッチングが存在するかどうかを調べ、存在する場合はその例を一つ示す問題です。二部グラフは、頂点集合が2つの互いに素な集合(ここでは{a, b, c, d}と{w, x, y, z})に分割され、各辺が異なる集合の頂点を結ぶグラフです。完全マッチングとは、一方の集合の全ての頂点が、もう一方の集合の異なる頂点と辺で結ばれるようなマッチングのことです。

離散数学グラフ理論二部グラフ完全マッチング
2025/7/22

1. 問題の内容

与えられた二部グラフにおいて、完全マッチングが存在するかどうかを調べ、存在する場合はその例を一つ示す問題です。二部グラフは、頂点集合が2つの互いに素な集合(ここでは{a, b, c, d}と{w, x, y, z})に分割され、各辺が異なる集合の頂点を結ぶグラフです。完全マッチングとは、一方の集合の全ての頂点が、もう一方の集合の異なる頂点と辺で結ばれるようなマッチングのことです。

2. 解き方の手順

二部グラフの完全マッチングを求める一つの方法は、実際にマッチングを構築していくことです。
* aから始めると、wまたはxとマッチングできます。ここではa-wとしてみます。
* 次にbを考えると、xまたはyとマッチングできます。a-wと既にマッチングされているため、b-xとマッチングします。
* 次にcを考えると、yとしかマッチングできません。c-yとマッチングします。
* 最後にdを考えると、zとしかマッチングできません。d-zとマッチングします。
以上の手順で、全ての頂点がマッチングされたので、完全マッチングが存在すると判断できます。

3. 最終的な答え

完全マッチングが存在します。
例:
a-w
b-x
c-y
d-z

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