二分图是指能将顶点划分成两个部分,每一部分内的顶点之间没有边相连的简单无向图。那么,$16$ 个顶点的二分图至多有( )条边。
这题考二分图的最大边数,核心是把16个点分成两堆,让两边点数越接近越好,再算两堆之间能连的边总数。
很多同学会下意识想‘每条边连两个点,16个点最多16条’,或者觉得分两堆就是8+8,然后误以为每堆内部还能连,忘了二分图定义里‘每堆内部不能有边’。还有人会拿完全图边数公式C(16,2)=120去减,结果算错。其实只要记住:二分图的最大边数就是把点平分,两堆之间全连,堆内不连。
题目问的是16个顶点的二分图至多能有多少条边。二分图的核心定义是:把顶点分成两个集合,集合内部的顶点之间没有边,边只能连在两个集合之间。所以求最大边数,就是要让两个集合尽可能大,同时还能互相连边。
既然边只能跨集合,那我们就得把16个点分成两堆。为了让边数最大,显然应该让两堆的点数尽量相等,因为如果一堆多一堆少,多出来的点没法和少的那堆连(已经连满了),只能自己跟自己连,但自己跟自己连是不允许的。所以最优分法是8和8。
命题人最喜欢在这里设坑:要么让你算完全图的边数(C(16,2)=120),然后让你减去堆内的边,但你可能会算错堆内边数;要么让你直接想‘16个点,每个点连16条边’,结果忘了每个边被算了两次;还有人会以为分成8和8后,每堆内部还能连,完全忘了二分图定义。这些坑都是对二分图概念理解不深导致的。
拿到题先想:二分图的最大边数就是把点平分,两堆之间全连。所以第一步就是把16个点分成两堆,每堆8个。第二步就是算两堆之间能连多少条边。因为每堆有8个点,两堆之间每对点都能连一条边,所以就是8×8=64条。
把16个点分成两堆,每堆8个。两堆之间可以连的边数就是8×8=64。这就是答案。
最容易错的就是把完全图的边数C(16,2)=120当成答案,或者算成8+8=16,或者算成8×8=64但忘记这是两堆之间的边数。其实只要记住:二分图的最大边数就是把点平分,两堆之间全连,堆内不连。所以答案就是8×8=64。
从历年考频看,二分图相关题目在信息学竞赛中出现频率较高,尤其是在图论部分。这类题目通常考查对二分图定义的理解和应用,以及简单的计算能力。从趋势来看,未来可能会继续考查二分图的最大边数、最小顶点覆盖等问题。
基于现有考频数据,未来可能会继续考查二分图的最大边数、最小顶点覆盖等问题。暂无足够依据预测具体题目形式,但建议重点复习二分图的定义和性质,以及相关的图论算法。