Adloun

mathématiques appliquées (ECG 1re année) · Chapitre 3 · Exercice

Assez d'arêtes force la connexité

Théorie des graphes · Connexité · niveau 2

Énoncé

Montrer qu'un graphe non orienté à sommets et plus de arêtes est connexe. (Raisonner par contraposée sur un graphe en deux morceaux.)

Corrigé

Par contraposée, supposons non connexe. Ses sommets se répartissent alors en deux paquets non vides sans aucune arête entre eux, disons de tailles et avec . Toutes les arêtes sont internes à un paquet, donc

Ce majorant est maximal aux extrémités. La fonction est convexe et symétrique en ; son maximum sur est atteint en (ou ) et vaut .

Donc un graphe non connexe a au plus arêtes. Par contraposée, plus de arêtes entraîne la connexité.

Le majorant est atteint : auquel on ajoute un sommet isolé a exactement arêtes et n'est pas connexe. Le seuil est donc optimal — un de moins ne suffirait pas.

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