Définition 1 : (Rappel) Soit G=(S,A) un graphe simple. On appelle bipartition de G la donnée d’une partition de S en deux sous-ensembles X et Y telle que toute arête de G a l’une de ses extrémités dans X et l’autre dans Y. Si G admet une bipartition on dit qu’il est biparti.
Définition 2 : On appelle graphe biparti complet un graphe simple biparti G=(S,A) de bipartition {X,Y} avec X={s1, s2, … ,sn} , Y={sn+1, sn+2, … , s2×n} et sisjA si et seulement si siX et sjY pour tout i≠j).
Théorème 9 : (Rappel) Un graphe est biparti si et seulement si il ne contient aucun cycle de longueur impaire.
Définition 3 : Soit G=(S,A) un graphe simple. Un couplage C=(T,B) de G est un sous-graphe de G régulier de degré 1 (1-régulier),(en d’autres termes B est un sous-ensemble d’arêtes non adjacentes).
Remarque 1 : Soit G=(S,A) un graphe biparti de bipartition {X,Y}. Dire que G admet un couplage c’est dire qu’il existe deux parties UX et VY telles que tout sommet de U est adjacent à un et un seul sommet de V, ce qui implique que |U|=|V|. On dit que U est couplé à V.
Définition 4 : Soit C=(T,B) un couplage d’un graphe simple G=(S,A) et XS. On dit que C sature un sommet s de S si dC(s)=1 (où dC(s) est le degré de s dans C).On dit que C sature XS si C sature tout sommet de X. Si C sature S on dit que le couplage C est parfait.
Définition 5 : Une chaîne c d’un graphe simple G=(S,A) est dite alternée relativement au couplage C=(T,B) si les arêtes de c sont alternativement dans A\B et dans B.
Définition 6 : Soit G=(S,A) un graphe biparti de bipartition {X,Y} et soit UX. On note V(U) l’ensemble des voisins de U (C’est l’ensemble des sommets de Y adjacents à au moins un sommet de U). On appelle déficience de U le nombre : def(U)= |U| - |V (U)|. Un sous-ensemble U est dit non déficient s’il n’admet aucune partie (non vide) ayant une déficience positive. (Il est dit déficient dans le cas contraire).
Théorème 11
: (Hall)
Soit G=(S,A) un graphe biparti de
bipartition {X,Y}.
Il existe un couplage parfait C saturant X si et seulement si X
est non déficient.