Tema

Árbol de expansión mínima

Un árbol de expansión mínima conecta todos los vértices de un grafo no dirigido con peso total mínimo y sin formar ciclos.

Nombre en inglés

Minimum spanning tree

Intuición

La propiedad del corte lo explica todo: Al partir los vértices en dos grupos cualesquiera, la arista más ligera que los cruza pertenece a algún árbol mínimo. Kruskal recorre las aristas de menor a mayor y acepta la que no cierre ciclo, mientras que Prim hace crecer un único árbol desde un vértice. Los dos son voraces y los dos son correctos por la misma razón.

Fórmula

n vertices dan n - 1 aristas ; Kruskal O(E log E) con conjuntos disjuntos ; Prim O(E log V) con monticulo

Ejemplo resuelto

Con cuatro vértices y aristas AB de peso 1, BC de peso 2, CD de peso 3 y AD de peso 4, Kruskal toma AB, después BC y después CD. La arista AD se descarta porque cerraría un ciclo. El peso total vale 1 más 2 más 3, es decir 6, y el árbol tiene 3 aristas, una menos que el número de vértices.

Errores frecuentes

Ejercicio

Un grafo conexo tiene 9 vértices. ¿Cuántas aristas tiene cualquiera de sus árboles de expansión?

Ver la solución

Un árbol con n vértices tiene siempre n menos 1 aristas, y aquí n vale 9.

Respuesta: 8

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