“这一归约把匹配接入流的定理库:对 $N$ 应用最大流最小割定理,把割翻译回图论语言即得二分图的 König 定理(最大匹配数等于最小顶点覆盖数),进而可推出 Hall 婚配定理的相异代表系判…”
形式陈述 ​
Kőnig 二分图定理断言:对每个有限二分图
一般图中总有
是大小
直觉
任意顶点覆盖都必须碰到匹配中的每条互不相邻边,所以覆盖大小至少是匹配大小。二分结构保证这个显然下界总能达到:从未匹配左点出发沿交替路搜索,可把“可达左点的补集 + 可达右点”组成同样大小的覆盖。一般图中的奇圈会破坏这种精确配平。
例子与边界
路径
在完全二分图
推论与应用
二分图上的最大匹配与最小顶点覆盖由 Kőnig 定理相等。它可由 Hall 定理或网络流推导,也解释二分匹配线性规划为何具有整数最优解。任务分配、矩阵非零项的最少行列覆盖、最少监控点与Dilworth 定理的匹配证明都利用这组原—对偶结构。
参考资料
- Reinhard Diestel, Graph Theory, 5th ed., Springer, 2017,Ch. 2, König theorem and alternating paths。
- Douglas B. West, Introduction to Graph Theory, 2nd ed., Prentice Hall, 2001,Ch. 3, bipartite matching and vertex-cover duality。