要证明图G是2-边连通图当且仅当G是2-连通图,我们需要进行以下两个方面的证明:
(1)如果图G是2-边连通图,则G是2-连通图。
(2)如果图G是2-连通图,则G是2-边连通图。
下面分别证明这两个方向的命题:
(1)假设图G是2-边连通图。要证明G是2-连通图,我们需要证明任意两个顶点之间存在一条路径,该路径经过图中的顶点而不经过图中的边。
假设存在两个顶点A和B,我们可以找到一条从A到B的路径P,并且路径P经过图中的某些顶点而不经过图中的边。由于图G是2-边连通图,我们可以找到另外一条从A到B的路径Q,并且路径Q也经过图中的顶点而不经过图中的边。
考虑路径P和路径Q,它们都经过图中的某些顶点,因此存在一条从A到B的路径,该路径经过图中的顶点而不经过图中的边。因此,图G是2-连通图。
(2)假设图G是2-连通图。要证明G是2-边连通图,我们需要证明任意两个顶点之间至少存在两条不重叠的路径。
假设存在两个顶点A和B,在图G中只存在一条从A到B的路径P。由于图G是2-连通图,我们可以找到另外一条从A到B的路径Q,并且路径P和路径Q没有公共边。
考虑路径P和路径Q,它们是从A到B的两条不重叠的路径。因此,图G是2-边连通图。
综上所述,我们证明了图G是2-边连通图当且仅当G是2-连通图。