Alon–Boppana 界

Alon–Boppana 界Laplace 算子次小特征值的一个上界.

1定理与证明

定理 1.1 (Alon). 设无向图 各顶点的至多为 , 且有两条边相距至少 . 设 的 Laplace 算子在子空间 上的最小特征值. 则

证明. 由于 半正定, 只需举出函数 满足设定理陈述中两条边的顶点集分别为 , , 并以 记离 距离为 的顶点的集合, 以 记离 距离为 的顶点的集合, 则由条件, 点集无交, 且二者之间没有连边. 另外对 总有其中 表示指示函数. 取 为二者的适当线性组合使得 , 其中 . 记 为同样的式子将 换成 . 则 . 记 类似. 则由条件不难发现故只需证为此只需证 皆不大于上式右边. 而因为数列 关于 单调不增; 类似. 定理得证.

推论 1.2. 是一列有限图, 满足各顶点的度至多为 , 且 . 以 的 Laplace 算子的次小特征值. 则

证明. 由于 各顶点的度至多为 , 点数又趋于无穷, 其直径必然趋于无穷. 故定理 1.1 式子中第三项趋于 .

注 1.3.-正则图, 以 邻接矩阵, 则 , 定理 1.1 相当于说 的次大特征值不小于 .

注 1.4. 这个数来自 -正则树的谱.

2相关概念

谱图论

正则树

扩展图

Ramanujan 图

术语翻译

Alon–Boppana 界英文 Alon–Boppana bound