图的Laplace谱跨度

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图的Laplace谱一直是谱图理论中比较活跃的一个课题.早在1847年,Kirchhoff已将图的Laplace谱用于电流网络的研究并给出了著名的矩阵树定理.自上个世纪七十年代以来,图的Laplace矩阵逐渐得到研究者的注意,目前已成为谱图理论的热点专题.由于图的Laplace矩阵可视为Laplace算子的离散形式,因此图的Laplace谱理论的研究对数学的其它分支的发展有着很好的推动作用.另外,图的Laplace谱理论在结构化学,计算机视觉,通信网络等领域都有着广泛而深远的应用前景.  图的极端特征值一般能反映图的结构性质.这包括图的最大特征值与次小特征值(图的最小特征值为0);前者即为图的Laplace谱半径,在图的一些参数的界定中发挥着重要的作用,后者被Fiedler定义为图的代数连通度,成为度量图的连通性的代数方法.图的单个特征值一般仅能反映图的局部性质.若要刻画图的整体性质,就必须应用多个特征值.基于此考虑,本文定义了图的Laplace谱跨度,即为图的Laplace矩阵的最大特征值与次小特征值之差.图的Laplace谱跨度即为实数轴上包含图的Laplace谱(0特征值除外)的区间的最小长度.  本文主要探讨了树的Laplace谱跨度问题,以及谱跨度的一些上下界问题.具体内容安排如下:  第一章首先介绍了谱图理论以及图的谱跨度的研究背景,其次对图的基本概念与记号作了简要地介绍,随后讨论了本文所研究的主要问题,以及该问题目前的研究进展,并列出了本文的主要结论.  第二章首先介绍了图的两个重要参数Laplace谱半径与代数连通度的一些主要结论.而后在第二节与第三节分别证明了在所有n阶树中,星图是唯一具有最大Laplace谱跨度的图,路是唯一具有最小Laplace谱跨度的图.  在本文的最后一章,我们在有关图的Laplace谱半径与代数连通度的结论基础上,给出一般图的Laplace谱跨度的一些界值.
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