一个有点意思的证明

昨天二师兄突然来这边机房,然后又突然就没头没脑的提出了这个问题:

将一个完全图的所有边任意指定方向(所谓竞赛图),如何证明这张图一定存在一条哈密顿路径?

经过一番思考和操作,我们大致把它给搞出来了,现记录如下。

首先证明,一个竞赛图最多存在一个入度为0的点:
若存在两个以上的点入度为零,那么它们之间的边无法指明方向,证毕。

然后我们要明确一点,即一个完全图删掉一个点及其所有连边之后还是一个完全图。那么我们一直删掉那个入度为零的点进行拓扑排序,递归证明可得每次删掉一个点之后最多还是只会有一个点入度为零,且这个点一定是上一个被删点的儿子节点(姑且这么叫)。一直删点直到没有点为止,我们一定能够求出一条哈密顿路。

那么如果途中不存在入度为零的点怎么办呢?

我们可以随意指定一个点,并且把指向它的边都删掉,这样就有了一个入度为零的点了(手动滑稽)。由于我们删掉的都是它的入边,因此不会把其他的点变为入度为零的点。
然后继续递归求解。证毕。