Самая длиная линия из дорог A1, A2,___ Ak,
каждые два соседних города в этой последовательности соединены дорогой.
Если из городов A1 и Ak выходит ровно одна дорога .
Тогда пусть, например, из A1 идет дорога в город B, . Если B – один из городов A3, ___, Ak, то возникает цикл из дорог, что противоречит условию. Таким образом, город B отличвется от городов A1, A2, ___, Ak. Получается что в последовательности городов B, A1, A2, Ak города по парам размечены .
Соседние города соединены дорогой. Но эта последовательность содержит больше k городов не смотря на то что выбору последовательности A1, A2, Ak.