
【計】 Hall's theorem
quickly; suddenly
ear; erbium
【醫】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-
theorem
【化】 theorem
【醫】 theorem
霍爾定理(Hall's Theorem),也稱為霍爾婚姻定理(Hall's Marriage Theorem),是圖論和組合數學中的一個基礎定理,它給出了一個二分圖存在完美匹配的充要條件。以下是其詳細解釋:
一、定義與數學表述 霍爾定理指出:對于一個二分圖 ( G = (X, Y, E) )(其中 ( X ) 和 ( Y ) 是兩不相交的頂點集,( E ) 為邊集),存在一個匹配覆蓋 ( X ) 的所有頂點(即 ( X ) 到 ( Y ) 的完美匹配),當且僅當對 ( X ) 的任意子集 ( S subseteq X ),其鄰集 ( N(S) )(即 ( S ) 中頂點在 ( Y ) 中的鄰居集合)滿足: $$ |N(S)| geq |S| $$ 這一條件稱為霍爾條件(Hall's Condition)。
二、核心解釋
若存在完美匹配,則 ( X ) 中每個子集 ( S ) 的鄰居數量必須至少等于 ( S ) 的大小,否則無法為 ( S ) 中所有頂點分配匹配。
若霍爾條件成立,則必然存在完美匹配。這一結論通過數學歸納法或極值原理證明,體現了組合結構的全局一緻性。
三、應用場景 霍爾定理廣泛應用于:
四、名稱來源
定理以英國數學家菲利普·霍爾(Philip Hall)命名,他于1935年首次提出該理論,用于解決集合系統的代表系問題。"婚姻定理"的别名源于其經典表述:若一組女性認識足夠多的男性,則存在一種方案使所有女性與認識的男性結婚。
參考來源
關于“霍耳定理”(或可能為“霍爾定理”),目前未搜索到相關學術資料。根據常見數學術語推測,可能指以下兩種定理之一:
這是圖論中的經典定理,與二分圖匹配相關。其核心結論為:
在一個二分圖中,存在将左側頂點集( X )完全匹配到右側頂點集( Y )的匹配,當且僅當對( X )的任意子集( S subseteq X ),其鄰居節點數( |N(S)| geq |S| )。
若涉及物理學中的“霍爾效應”,則可能與磁場中電流産生的電壓有關,但通常稱為“霍爾定律”,其公式為:
$$
V_H = frac{IB}{ned}
$$
其中( V_H )為霍爾電壓,( I )為電流,( B )為磁感應強度,( n )為載流子濃度,( e )為電荷量,( d )為材料厚度假設參考2。
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