\section{b-Flüsse} \begin{tasks} \item Damit überhaupt ein gültiger $s$-$t$ Fluss existieren kann, muss $$\sum_{v\in V}b(v)=0$$ gelten, da die Flusserhaltung gegeben sein muss.\\ Man erweitert den Graphen $G=(V,E)$ um eine künstliche Quelle $s$ und eine künstliche Senke $t$, welche man mit den schon vorhandenen ''Quellen'' ($b(v)<0$) und ''Senken''($b(v)>0$) verbindet. Als Kapazität der Kanten wählt man $|b(v)|$.\\ Die vorher bereits vorhandenen Kanten zwischen den Knoten bleiben natürlich mit ihrer Kapazität vorhanden.\\ Ein Zulässiger b-Fluss existiert genau dann, wenn der maximale s-t-Fluss im erweiterten Graphen G' genau $$\sum_{v:b(v)>0}b(v)$$ entspricht, da dann alle neuen von $s$ ausgehenden Kanten vollständig ausgelastet sind. \points{4} \item \begin{enumerate} \item Sei $f$ ein zulässiger b-Fluss in $G$. Man definiert $f'$ auf $G'$ durch: $$ f'(e)= \begin{cases} f(e) &e\in E\\ b(v) &e=(s\rightarrow v), b(v) >0\\ -b(v) &e=(v\rightarrow t), b(v) <0\\ \end{cases} $$ Für jeden Knoten $v\in V$ gilt in $G'$: $$\textnormal{Nettozufluss}_{f'}(v)=\textnormal{Nettozufluss}_{f}(v)-b(v)=0$$ Also ist $f'$ ein zulässiger $s$-$t$-Fluss mit Wert $|f'|=\sum_{v:b(v)>0}b(v)$ \item Sei $f'$ ein $s$-$t$-Fluss in $G'$. Da sein Wert maximal ist, sind alle Kanten zu $s$ und $t$ voll ausgelastet.\\ Für die Einschränkung $f:=f'\vert_E$ betrachtet man die Flusserhaltung jedes Knotens $v\in V$ in $G'$: $$\textnormal{Nettozufluss}_f(v)=\textnormal{Nettozufluss}_{f'}(v)-[\textnormal{Beitrag der neuen Kante]}=0-(-b(v))=b(v)$$ Also ist $f$ ein zulässiger b-Fluss in $G$. \end{enumerate} \points{2} \end{tasks}