Minimale Schnitte

Mit hilfe von minimalen Schnitten können bestimmte Eigenschaften zu einem gegebenen Netzwerk untersucht werden. Dazu zählt zum beispiel die Suche nach Bottlenecks, oder die Störungsanfälligkeit eines Netzwerks.

Schnitt

Definition

Gegeben ist ein Netzwerk G=(V,E,c)G=(V,E,c) mit Quelle ss und Senke tt. Sei UVU \subseteq V mit sUs \in U und tUt \notin U. Dann heißt C:=σ+(U)C := \sigma^{+}(U) Schnitt von GG. Dazu ist cap(C):=eσ+(U)cap(C) := \sum_{e \in \sigma^{+}(U)} c(e) die Schnittkapazität von CC.

Beispiel

Im obigen Netzwerk ist der Schnitt zur Menge U={s,a,b}VU =\{s,a,b\} \subset V in lachsfarbend hervorgehoben. Der Schnitt ist: C={(s,a),(s,c),(a,b),(b,c),(c,t)}C = \{(s,a), (s,c), (a,b), (b,c), (c,t)\} mit der Schnittkapazität cap(C)=60cap(C) = 60.

Minimaler Schnitt

Definition

Ein Schnitt heißt minimal, die Schnittkapazität minimal ist.

Flusswert und Schnittkapazität

Satz

Sei G=(V,E,c)G = (V,E,c) ein Netzwerk mit Quelle ss und Senke tt. Sei ff ein zufässiger Fluss und CEC \subseteq E ein Schnitt. Dann gilt:

val(f)cap(c)val(f) \leq cap(c)

Max-Fluss Min-Schnitt Theorem

Definition

Gegeben ist ein Netzwerk G=(V,E,c)G = (V,E,c) mit Quelle ss und Senke tt und Kapazitäten c(e)0c(e) \geq 0, eEe \in E. Dann entspricht der maximale Flusswert der minimalen Schnittkapazität.