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图谱论-Spectral Graph Theory

2011-05-02 11:18阅读:
图谱论(Spectral Graph Theory)
Du00 du00cs@gmail.com 2011.5.2
声明:英语以及专业水平不是一般地有限,写得不好随便喷,仅供个人参考。
1 图谱论(Spectral graph theory) 在数学中,图谱论是从图的邻接矩阵或拉普拉斯矩阵出发,通过特征多项式,特征值和特征向量来研究图的性质。
一个无向图对应对称的邻接矩阵,因而也有对应的实特征值(值的集合称作图的谱)和完备的标准正交向集。
由于邻接矩阵与点的标记有关,谱是一个图常量。
当两个图的邻接矩阵有相同的特征值集时,它们被称为是谱相似的。
谱相似的图不必同构,但同构的图必谱相似。
参考文献 维基词条Spectral Graph Theory
2 拉普拉斯矩阵(Laplacian Matrix) 在图论中拉普拉斯矩阵(Laplacian Matrix),有时候也被称作导纳矩阵(Admittance matrix)或者基尔霍夫矩阵(Kirchohoff
matrix),是图的一种矩阵表示。与基尔霍夫定理(Kirchhoff’s theorem)一起可以计算一个给定图的生成树的数量。
2.1 定义 对于给定的有n个结点的简单图G,它的拉普拉斯矩阵 图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory定义为
图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory
也就是说,它是图的度矩阵和邻接矩阵的差。归一化的拉普拉斯矩阵定义为
图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory
2.2 示例 下面是一个有标号图的拉普拉斯矩阵的简单例子。
图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory
2.3 性质 对于图G和它的拉普拉斯矩阵L,且矩阵的特征值是 图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory
L是半正定的, 图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory
拉普拉斯矩阵的特征值中0的数目是图的连通分量的个数;
图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory.因为每一个拉普拉斯矩阵有一个特征向量[1, 1, …, 1],对每一行,加上相应的结点度到-1的邻结点,由矩阵定义从而得到特征值0;
图谱论-Spectral <wbr>Graph <wbr>Theory也被称为代数连通度(algebraic connectivity);
最小的非0特征值称作谱间隔(spectral gap)或费德勒值(Fiedler value)。
参考文献 维基词条Laplacian Matrix

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