Об операторах смежности локально конечных графов
В. И. Трофимовabc a Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург
b Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург
c Уральский математический центр, г. Екатеринбург
Аннотация:
Граф
$\Gamma$ называется локально конечным, если у графа
$\Gamma$ для каждой вершины
$v$ множество
$\Gamma(v)$ смежных с ней вершин конечно. Для произвольного локально конечного графа
$\Gamma$ с множеством вершин
$V(\Gamma)$ и произвольного поля
$F$ на
$F^{V(\Gamma)}$ (векторном пространстве над
$F$ всех функций
$V(\Gamma) \to F$ с естественными покомпонентными операциями) определен линейный оператор $A^{(\mathrm{alg})}_{\Gamma,F}\colon F^{V(\Gamma)} \to F^{V(\Gamma)}$, посредством $(A^{(\mathrm{alg})}_{\Gamma,F}(f))(v)=\sum_{u \in \Gamma(v)}f(u)$ для всех
$f\in F^{V(\Gamma)}$,
$v \in V(\Gamma)$. В случае конечного графа
$\Gamma$ отображение
$A^{(\mathrm{alg})}_{\Gamma,F}$ есть хорошо известный оператор, определяемый матрицей смежности графа
$\Gamma$ (над
$F$), и теория собственных значений и собственных функций таких операторов составляет (по крайней мере, в случае
$F=\mathbb{C}$) хорошо разработанный раздел теории конечных графов. В настоящей работе разрабатывается теория собственных значений и собственных функций операторов
$A^{(\mathrm{alg})}_{\Gamma,F}$ для бесконечных локально конечных графов
$\Gamma$ (впрочем, отдельные ее результаты могут представлять интерес для конечных графов) и произвольных полей
$F$, хотя особый акцент делается на случай, когда
$\Gamma$ – связный граф с ограниченными в совокупности степенями вершин и
$F=\mathbb{C}$. Предпринимавшиеся ранее попытки в этом направлении не были, по мнению автора, вполне удовлетворительными в том смысле, что ограничивались рассмотрением лишь собственных функций весьма специального вида (и соответствующих им собственных значений).
Библиография: 18 наименований.
Ключевые слова:
локально конечный граф, матрица смежности, собственное значение, собственная функция.
УДК:
519.17+
512.64
MSC: 05C63,
05C50 Поступило в редакцию: 04.08.2022
Исправленный вариант: 08.06.2023
DOI:
10.4213/im9408