Так, друзья, давайте поразбираемся с задачами на графы. Первая задача, конечно, совсем будет простая, а дальше у нас будут самые разнообразные задачки на разные темы последовательно по лекции. Давайте поставим такую задачу. Я ее сейчас произнесу словами, а потом уже напишу на доске все, что необходимо написать. Итак, докажите, что в любой группе людей, естествено конечной группе, потому что людей конечное количество, в любой группе людей найдутся два человека, у которых одинаковое количество знакомых. Вот. Ну это такая классическая постановка. Давайте напишем. В любой группе людей есть... Ну аккуратнее надо сказать хотя бы два, не обязательно ровно два, но хотя бы два человека, которые имеют одно и то же число знакомых. Хотя бы два человека с одинаковым числом знакомых. С одинаковым числом знакомых. Давайте проинтерпретируем задачу в терминах теории графов. Все очень просто. Обозначим наших товарищей, образующих группу A₁, A₂ и так далее An, скажем, и будем вот такие вот вершины людей, образующих группу, соединять ребром, если они знакомы между собой. Два человека знакомы — мы их соединяем ребром. И получается там какая-то картинка. Какой-то граф, у которого ребра соответствуют парам людей, знакомым между собой. Но тогда понятно, что вопрос, который ставится в задаче — это вопрос о существовании двух вершин в таком вот графе, в графе знакомств, у которых степени совпадают. Ну давайте скажем совсем общо, просто. Есть какой-то граф, совершенно произвольный граф на n вершинах, граф на n вершинах, где n опять же произвольное натуральное число, и утверждается просто, что у этого графа, если у него не важно сколько вершин, непременно найдутся две вершины, имеющие одинаковую степень. Значит, существуют какие-то Ai и Aj, такие, что степень, которая естественно традиционно обозначается deg, от слова degree, да, степень Ai — это в точности степень Aj. Ну давайте предположим противное. То есть давайте предположим, что утверждение задачи неверно. Конечно, оно верно, но давайте предположим, что это не так. То есть предположим, что все степени вершин различны. Предположим, что для любых, наоборот, i и j, в пределах от 1 до n на сменяющихся, конечно, deg Ai не равняется deg Aj. Ну вот случилось такое несчастье. Давайте это предположим. Ну хорошо. В каких пределах в принципе может меняться величина степени вершины, если у графа всего n вершин? Ну понятно, что для любого i степень Ai точно не превосходит n − 1. Конечно, она может теоретически равняться нулю. То есть может быть такой вот одинокий схимник, который не знаком вообще ни с кем. То есть в принципе величина степени — это натуральное число, принимающее значение от 0 до n − 1. Вот это вот список потенциальных значений, которые может принимать значение степени вершины, от 0 до n − 1. То есть их всего n штук. Но и вершин у нас n штук, и мы предполагаем, что все значения степеней разные. Смотрите: n вершин, все степени разные, это мы предположили, а потенциальные значения степеней — это чиселки от 0 до n − 1. Их тоже в точности n штук. То есть ясно, что если вообще вот это вот верно, то у наших вершин степени 0, 1, 2, ..., n − 1, все вот эти числа обязаны встречаться в множестве степеней наших вершин. Потому что они все разные, а потенциальных значений ровно n. И вершин — ровно n. Понятно, что есть вершины степени 0, например, а есть вершины степени n − 1. Вот давайте я так и напишу. Существуют такие i и j, что deg Ai = 0, а deg Aj = n − 1. Но вот это-то и есть противоречие по отношению к нашему предположению, потому что как такое может быть в графе без кратных ребер? Ну а какие тут кратные ребра? Знакомство кратных ребер, естественно, не образует. Либо люди знакомы между собой, либо незнакомы. Ориентации тут тоже нет, очевидно, петель тоже не имеется. Вот. Поэтому как может такое случиться, что есть вершина степени n − 1? Смотрите, вот Aj имеет степень n − 1. Это значит, что она знакома, ну то есть является соседкой, по отношению ко всем вообще остальным вершинам. Это означает в свою очередь, что у каждой из этих оставшихся вершин хотя бы один сосед есть в лице вот этого вот замечательного всезнающего товарища, знакомого со всеми. Но тогда среди этих вершин никак не может найтись вершина, имеющая степень 0. Вот и все. Это уже наше противоречие. То есть предположение неверное, значит действительно обязательно найдутся хотя бы две вершины одинаковой степени. Ну это, действительно, такая простая задача, по сути на принцип Дирихле на графе.