Feladat: N.106 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Braun Gábor ,  Frenkel Péter ,  Gröller Ákos ,  Gyarmati Katalin ,  Pap Gyula 
Füzet: 1997/január, 38 - 39. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Gráfok összefüggősége, Valószínűségszámítás - Statisztika, Nehéz feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1996/május: N.106

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Egy gráfból éleket elhagyva a lefogó pontrendszer1 kijelölésének valószínűsége nem csökken. Hagyjunk el ezért a gráfból éleket mindaddig, amíg csak teljesíti a feladat feltételeit (azaz nem tartalmaz izolált pontot). Tekintsünk egy olyan gráfot, amiből további él elhagyása már nem lehetséges ezen a módon. Egy ilyen gráf szükségképpen körmentes, hiszen egy kör valamelyik élét elhagyva nem keletkezhet izolált pont. Nem létezik 2-nél hosszabb út sem, hiszen annak egy belső (a végpontok egyikét sem tartalmazó) élét elhagyva az érintett két csúcs egyike sem válik izolálttá. Tekintsük ezután a gráf tetszőleges (összefüggő) komponensét. A ,,rövid'' utakra vonatkozó észrevétel szerint ez csak ,,csillag szerkezetű'' lehet, azaz egy pontja (a ,,centrum'') össze van kötve a komponens összes többi pontjával, és ezen összekötő éleken kívül nincs is más él benne.
Így a komponensben lefogó pontrendszert pontosan azok a részhalmazok alkotnak, amelyek vagy a centrumot, vagy az összes többi csúcsot tartalmazzák. Egy ki pontból álló komponens esetében annak a valószínűsége, hogy nem lefogó rendszert választunk ki, 12(1-12ki-1); ezért itt a lefogó pontrendszer valószínűsége: 1-12(1-12ki-1)=12(1+12ki-1). A komponensekbe eső részek kiválasztása egymástól független lévén, a szóban forgó valószínűség:

p=i(12+12ki),aholiki=1996.
Az 1-nél nagyobb a, b egészekre teljesülő
(12+12a)(12+12b)12+12a+b
egyenlőtlenség miatt p akkor a legnagyobb, ha a gráf egyetlen csillagból áll, és ekkor
p=12+121996<0,51.

 Több dolgozat alapján 

1Lefogó pontrendszeren a csúcsok olyan részhalmazát értik, amelyiknek minden éllel van közös pontja.