Supongamos que eliminamos un borde de un árbol de expansión y luego agregamos un borde diferente para que permanezca conectado. ¿Seguirá siendo un árbol de expansión?

Una propiedad definitoria de un árbol de expansión es que hay una ruta única desde cualquier vértice a cualquier otro vértice. La eliminación de un borde divide el gráfico en dos subárboles; obviamente no puede crear una ruta donde no existía ninguno anteriormente.

Ahora, su nuevo borde conecta dos nodos X e Y que anteriormente estaban en diferentes subárboles. Cada otro nodo tiene una ruta única a X o Y, pero no a ambas. Cualquier camino entre los dos componentes debe pasar por su nuevo borde. Además, solo se puede llegar a dos vértices que no estén en el mismo subárbol usando la ruta única a X, a través del nuevo borde, y luego usando la ruta única desde Y (o al revés si comienza desde el subárbol Y). El gráfico también tiene caminos únicos y es un árbol de expansión.

(La prueba de Krishna Hariram es más simple; nota que cualquier gráfico conectado con N nodos y bordes N-1 es un árbol de expansión, que ciertamente es su construcción).

El árbol de expansión es el árbol en el que todos los vértices están cubiertos con un número mínimo de bordes. Si hay vértices V en un árbol de expansión mínimo, entonces habrá (V-1) número de aristas en él.

Entonces, si elimina un borde y agrega otro borde y todos los vértices todavía están conectados, entonces, sí, sigue siendo un árbol de expansión.

Es posible que no sea ‘árbol de expansión mínima’ si el árbol está ponderado y no se coloca el mismo peso en el vértice agregado. El árbol de expansión mínimo es aquel en el que todos los vértices están cubiertos con el menor número de pesos de borde.

Espero haberlo dejado suficientemente claro.