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  <journal-meta>
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    ojdm
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Open Journal of Discrete Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2161-7635
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2161-7643
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/ojdm.2024.144005
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    ojdm-136214
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    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Perfect 1-k Matchings of Bipartite Graphs
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Wenduan
      </surname>
      <given-names>
       Dai
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Yan
      </surname>
      <given-names>
       Liu
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Yanfang
      </surname>
      <given-names>
       Wu
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematical Sciences, South China Normal University, Guangzhou, China
    </addr-line> 
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   <pub-date pub-type="epub">
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     24
    </day> 
    <month>
     09
    </month>
    <year>
     2024
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   </pub-date> 
   <volume>
    14
   </volume> 
   <issue>
    04
   </issue>
   <fpage>
    43
   </fpage>
   <lpage>
    53
   </lpage>
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     <day>
      29,
     </day>
     <month>
      July
     </month>
     <year>
      2024
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      22,
     </day>
     <month>
      July
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      22,
     </day>
     <month>
      September
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    Let k be a positive integer and G a bipartite graph with bipartition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         X
        </mi>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <mi>
         Y
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> . A perfect 1-k matching is an edge subset M of G such that each vertex in Y is incident with exactly one edge in M and each vertex in X is incident with exactly k edges in M. A perfect 1-k matching is an optimal semi-matching related to the load-balancing problem, where a semi-matching is an edge subset M such that each vertex in Y is incident with exactly one edge in M, and a vertex in X can be incident with an arbitrary number of edges in M. In this paper, we give three sufficient and necessary conditions for the existence of perfect 1-k matchings and for the existence of 1-k matchings covering 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow>
       <mo>
        |
       </mo> 
       <mi>
        X
       </mi> 
       <mo>
        |
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       −
      </mo>
      <mi>
       d
      </mi>
     </mrow> 
    </math> vertices in X, respectively, and characterize k-elementary bipartite graph which is a graph such that the subgraph induced by all k-allowed edges is connected, where an edge is k-allowed if it is contained in a perfect 1-k matching.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Bipartite Graph
    </kwd> 
    <kwd>
      Semi-Matching
    </kwd> 
    <kwd>
      Perfect 1-k Matching
    </kwd> 
    <kwd>
      k-Elementary Graph
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction and Preliminaries</title>
   <p>All graphs considered are simple, finite and undirected. Let G be a graph. The degree of a vertex v of G is denoted by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The neighbour set of a vertex subset S of G is the set of vertices adjacent to a vertex in S, denoted by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. For two subsets E<sub>1</sub> and E<sub>2</sub> of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the symmetric difference of E<sub>1</sub> and E<sub>2</sub> is denoted by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, that is, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. For two subsets 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The complete bipartite graph with bipartition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is denoted by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Specially, we denote by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> a single vertex. We refer to the book <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-1">
     [1]
    </xref> for graph theoretical notations and terminology that are not defined here.</p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a bipartite graph with bipartition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. A semi-matching of G is defined as a set of edges 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that each vertex in Y is incident with exactly one edge in M, and a vertex in X can be incident with an arbitrary number of edges in M. In general, valid semi-matchings of a connected graph G can be easily obtained by matching each vertex 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> with an arbitrary vertex 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for which 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In the computer science, the problem about the semi-matchings in a bipartite graph 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is well known (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-2">
     [2]
    </xref>), where Y corresponds to the clients (or tasks), X to the servers (or machines) and the number of edges in a semi-matching incident with a server (machine) in X is seen as the load on the server (machine). So semi-matchings are widely considered on different optimization objectives (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-3">
     [3]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-6">
     [6]
    </xref>). Many optimization objectives are to find the fairest semi-matching related to the load-balancing problem in a system, where a set of tasks need to be assigned to a set of machines in the fairest way. An example of the fairest semi-matching according to Jain’s index is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-5">
     [5]
    </xref> and M<sub>4</sub> is the fairest one with the highest index of 0.86. Clearly, if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a semi-matching M such that every vertex in X has the same load k, then M is a fairest semi-matching of G, which is said to be a perfect 1-k matching. Therefore, It is significant to study the new problem about 1-k matchings of a bipartite graph.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Semi-matching.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1200498-rId56.jpeg?20240925103803" />
   </fig>
   <p>Now we give the definition of 1-k matchings. Let k be a positive integer. A 1-k matching with respect to X is an edge subset M of G such that each vertex in Y is incident with at most one edge in M and each vertex in X either is incident with exactly k edges in M or is not incident with any edge in M. In the following, 1-k matchings refer to ones with respect to X. A vertex is called M-saturated if it is incident with an edge in M, otherwise, it is M-unsaturated. A 1-k matching M is perfect if every vertex is M-saturated, that is, M covers every vertex of G. Then a perfect 1-k matching is an ideal state of semi-matchings which optimize some objectives.</p>
   <p>When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, a 1-k matching is a matching. When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, Izumi and Watanabe <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-7">
     [7]
    </xref> studied maximum 1 - 2 matching by giving augmenting trail, where augmenting trail is a generalization of the augmenting path for matchings and presented an algorithm for finding a maximum 1 - 2 matching in bipartite graphs.</p>
   <p>Our work is to extend the matching theory on bipartite graphs to 1-k matching, motivated by the classical matching problem. Hall’s theorem is well known for judging the existence of perfect matchings <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-8">
     [8]
    </xref> (see Theorem 1.1) and the deficient form of Hall’s theorem is given in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-9">
     [9]
    </xref> (see Corollary 1.1). Moreover, in the matching theory <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-8">
     [8]
    </xref>, the elementary bipartite graphs about matching are well characterized (see Proposition 1.1). An edge of a graph G is allowed if it lies in some perfect matching of G, otherwise, it is forbidden. A graph G is said to be elementary if its allowed edges form a connected spanning subgraph of G, that is, the subgraph obtained from G by deleting all forbidden edges is connected.</p>
   <p>Theorem 1.1. (Hall’s Theorem <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-8">
     [8]
    </xref>) A bipartite graph 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a matching which covers every vertex in X if and only if</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Corollary 1.1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-9">
     [9]
    </xref> A bipartite graph 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a matching which covers 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> vertices in X if and only if</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proposition 1.1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-8">
     [8]
    </xref> Let G be a bipartite graph with bipartition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then the following statements are equivalent:</p>
   <p>1) G is elementary;</p>
   <p>2) G has exactly two minimum vertex covers, named X and Y;</p>
   <p>3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and for every non-empty proper subset S of X, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> has a perfect matching;</p>
   <p>5) G is connected and every edge of G is allowed.</p>
   <p>In this paper, we give three sufficient and necessary conditions for the existence of perfect 1-k matchings and for the existence of 1-k matchings covering 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> vertices in X, respectively. Moreover, we characterize k-elementary bipartite graph, which is a connected graph such that the subgraph induced by all k-allowed edges is connected.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-"></xref>2. Perfect 1-k Matching</title>
   <p>We give the following theorem about 1-k matching similar to Hall’s theorem.</p>
   <p>Theorem 2.1. A bipartite graph 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a 1-k matching, which covers every vertex in X if and only if</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.(1)</p>
   <p>Proof. It is obvious that if there exists a 1-k matching covering X, then the condition (1) holds. Now we prove “sufficiency” by induction on 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then G has a 1-k matching covering X. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. We consider the following three cases.</p>
   <p>Case 1 There exists a non-empty proper subset Z of X such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Let H<sub>1</sub> be the subgraph induced by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then H<sub>1</sub> satisfies the condition (1). By the induction hypothesis, H<sub>1</sub> contains a 1-k matching, say M<sub>1</sub>, which covers every vertex in Z. Let H<sub>2</sub> be a subgraph induced by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          Z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Claim 1 H<sub>2</sub> satisfies the condition (1).</p>
   <p>Suppose, to the contrary, that there exists 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ∪ 
          </mo> 
          <mi>
            Z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Z 
        </mi> 
        <mo>
          ∪ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>which contradicts with the condition (1).</p>
   <p>By Claim 1 and the induction hypothesis, there exists a 1-k matching of H<sub>2</sub>, say M<sub>2</sub>, which covers every vertex in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a 1-k matching of G covering every vertex in X.</p>
   <p>Case 2 For any non-empty proper subset S of X, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>We choose a non-empty proper subset S<sub>0</sub> of X such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is smallest. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and for any non-empty proper subset S of X, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. It is clear that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. By the condition (1), 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>Subcase 1 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Let H<sub>1</sub> be the subgraph induced by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and H<sub>2</sub> the subgraph induced by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. It is clear that H<sub>1</sub> satisfies the condition (1). By the induction hypothesis, H<sub>1</sub> has a 1-k matching M<sub>1</sub> covering every vertex in S<sub>0</sub>.</p>
   <p>Claim 2 H<sub>2</sub> satisfies the condition (1).</p>
   <p>Clearly, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then there exists a vertex 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. So we have that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Suppose, to the contrary, that there exists a non-empty proper subset S<sub>1</sub> of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which contradicts with that j is smallest.</p>
   <p>By Claim 2 and the induction hypothesis, H<sub>2</sub> has a 1-k matching M<sub>2</sub> covering every vertex in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a 1-k matching of G covering every vertex in X.</p>
   <p>Subcase 2 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. According to (2) and the condition in the case, we have that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Since</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then we can choose a set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Let H<sub>1</sub> be the subgraph induced by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          Z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and H<sub>2</sub> the subgraph induced by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ∪ 
        </mo> 
        <mi>
          Z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Claim 3 H<sub>1</sub> and H<sub>2</sub> satisfy the condition (1).</p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Hence H<sub>1</sub> satisfies the condition (1). Now we prove that H<sub>2</sub> also satisfies the condition (1). Clearly, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose, to the contrary, that there exists a non-empty proper subset 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which contradicts with that j is smallest.</p>
   <p>Hence by Claim 3 and the induction hypothesis, H<sub>1</sub> has a 1-k matching M<sub>1</sub> covering S<sub>0</sub> and H<sub>2</sub> has a 1-k matching M<sub>2</sub> covering every vertex in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a 1-k matching of G covering every vertex in X.</p>
   <p>A bipartite graph 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is called k-balanced with respect to X if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Now, we give the sufficiency and necessary conditions for the existence of perfect 1-k matchings.</p>
   <p>Theorem 2.2. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a k-balanced (with respect to X) bipartite graph. Then the following statements are equivalent:</p>
   <p>1) G has a perfect 1-k matching;</p>
   <p>2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          mod 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. “(1) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇔ 
     </mo> 
    </math> (2)”. By Theorem 2.1, it is obvious.</p>
   <p>“(2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (3)”. Let T be a subset of Y. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (2)”. Let S be a subset of X. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (4)”. It is obvious.</p>
   <p>“(4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (3)”. Let T be a subset of Y. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Suppose 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. We distinguish the following cases.</p>
   <p>Case 1 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence we can choose a subset 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          mod 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Case 2 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Without loss of generality, suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then we can choose a set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In the following, we consider the deficient form of Theorem 2.2, similar to the deficient form of Hall’s theorem. If every component of a graph is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the number of components is m, then the graph is denoted by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a bipartite graph and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℋ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. An 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℋ 
     </mi> 
    </math>-quasi factor with respect to X of G is a subgraph H of G such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and every component of H is isomorphic to a member 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℋ 
     </mi> 
    </math> such that the vertex</p>
   <p>with degree j in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is in X. Then we can assume that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <munder> 
        <mo>
          ∪ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Corollary 2.1. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a k-balanced (with respect to X) bipartite graph. Then the following statements are equivalent:</p>
   <p>1) G has an 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℋ 
     </mi> 
    </math>-quasi factor 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <munder> 
        <mo>
          ∪ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> with respect to X such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, which implies that G has a 1-k matching covering at least 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> vertices in X;</p>
   <p>2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          mod 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. “(1) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (2)”. According to the definition of H, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. For any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Hence we have that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munderover> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munderover> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <munderover> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <munderover> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <munderover> 
         <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>“(2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (1)”. Adding d new vertices 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to Y of G and joining them to each vertex in X, the resulting graph is denoted by G<sub>1</sub>. It is easy to check that G<sub>1</sub> satisfies the condition (1) of the Theorem 2.1. Hence G<sub>1</sub> has a 1-k matching, say M, which covers every vertex in X. Let G<sub>2</sub> be the subgraph induced by M. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then H is an 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℋ 
     </mi> 
    </math>-quasi factor with respect to X of G, H has at least 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> components which are 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∩ 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Hence we can assume that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <munderover> 
        <mo>
          ∪ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∩ 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (3)”. Let T be a subset of Y. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (2)”. Let S be a subset of X. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (4)”. It is obvious.</p>
   <p>“(4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (3)”. Let T be a subset of Y. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. We distinguish the following cases.</p>
   <p>Case 1 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence we can choose a subset 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Case 2 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Without loss of generality, suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then we can choose a set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136214-"></xref>3. Elementary Bipartite Graph about 1-k Matching</title>
   <p>A edge of a graph G is k-allowed if it lies in some perfect 1-k matching of G, otherwise, it is k-forbidden. A bipartite graph is said to be a k-elementary graph if its k-allowed edges form a connected spanning subgraph of G. Now we characterize k-elementary bipartite graphs.</p>
   <p>Theorem 3.1. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a bipartite graph. Then the following statements are equivalent:</p>
   <p>1) G is k-elementary;</p>
   <p>2) G is connected, k-balanced (with respect to X) and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for every non-empty proper subset S of X;</p>
   <p>3) G is connected, k-balanced (with respect to X) and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for every non-empty proper subset T of Y;</p>
   <p>4) G is connected, k-balanced (with respect to X) and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for every non-empty proper subset T of Y such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          mod 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>5) G is connected and every edge of G is k-allowed;</p>
   <p>6) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, there exist 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a perfect 1-k matching.</p>
   <p>Proof. “(1) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (2)”. Since G is k-elementary, then G is connected and has a perfect 1-k matching. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and by Theorem 2.1, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then G is k-balanced with respect to X. Suppose, to the contrary, that there exists a non-empty proper subset S<sub>0</sub> of X such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Since G is k-elementary, there exists a k-allowed edge of G, say uv, such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence we can assume that there exists a perfect 1-k matching M of G containing uv. Let H be the subgraph of G induced by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a 1-k matching of H covering every vertex in S<sub>0</sub>. But 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which contradicts with Theorem 2.1.</p>
   <p>“(2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (3)”. Let T be a non-empty proper subset of Y and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Since G is connected, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (2)”. Let S be a non-empty proper subset of X and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Since G is connected, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (4)”. It is obvious.</p>
   <p>“(4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (3)”. Let T be a non-empty proper subset of Y and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Without loss of generality, suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then we can choose a set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>“(2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (5)”. We prove that every edge is k-allowed. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. According to the condition (2), 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Since G is connected, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Since G is k-balanced, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose, to the contrary, that there exists a non-empty proper subset S of X such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>a contradiction. By Theorem 2.2, there exists a perfect 1-k matching M of G<sub>0</sub>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Clearly, M is a perfect 1-k matching M of G. So every edge of G is k-allowed.</p>
   <p>“(5) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (1)”. It is obvious.</p>
   <p>“(6) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (2)”. It implies that G is k-balanced with respect to X and has a perfect 1-k matching. First, we prove that G is connected. Suppose, to the contrary, that G is disconnected. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be all components of G. Then every 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has a perfect 1-k matching. Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. It is clear that for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has no perfect 1-k matchings, a contradiction. So G is connected. Secondly, we prove that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for every non-empty proper subset S of X. By Theorem 2.2, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose, to the contrary, that there exists a non-empty proper subset S<sub>0</sub> of X such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then there exist 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a perfect 1-k matching. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which contradicts with Theorem 2.2.</p>
   <p>“(3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⇒ 
     </mo> 
    </math> (6)”. Since G is connected and k-balanced with respect to X, we have that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. By Theorem 2.2, G has a perfect 1-k matching, say M.</p>
   <p>When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Let H be the subgraph induced by M. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Case 1 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a perfect 1-k matching. Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a perfect 1-k matching.</p>
   <p>Case 2 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∉ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be the resulting graph obtained from G by shrinking every 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to a single vertex 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and deleting the multiple edges. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a bipartite graph with bipartition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a perfect matching</p>
   <p>of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any non-empty proper subset T of Y, we have that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <munder> 
            <mo>
              ∪ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
             <mo>
               ∈ 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </munder> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <munder> 
          <mo>
            ∪ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>for any non-empty proper subset 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Without loss of generality, suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. By Proposition 1.1, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> has a perfect matching. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is not a maximum matching of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> are 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>-unsaturated vertices. So there exists an 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>-augmenting path 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> joining 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Without loss of generality, suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then we can assume that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a path of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> joining 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> is a perfect 1-k matching of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
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   <title>Supported</title>
   <p>This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No.12161073).</p>
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