Adloun

informatique (tronc commun des prépas scientifiques) · Chapitre 12 · Exercice de TD

Les puissances de la matrice comptent les chemins

Les graphes : modèle et représentations · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Démontrer que le coefficient de la puissance -ième de la matrice d'adjacence correspond au nombre exact de chemins de longueur reliant le sommet au sommet .

Corrigé

Démonstration par récurrence sur la longueur :

  • Initialisation () : , qui vaut bien 1 si l'arc existe (un chemin de longueur 1) et 0 sinon.
  • Hérédité : Supposons la propriété vraie pour la longueur . Par définition du produit matriciel : Chaque terme comptabilise le nombre de chemins de longueur allant de à , prolongés par l'arc final si celui-ci existe (soit le nombre de chemins de longueur reliant à d'avant-dernier sommet ). La sommation sur l'ensemble des sommets intermédiaires possibles fournit la totalité des chemins de longueur , validant l'hypothèse au rang .

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