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具有预定最大度数和谱半径的树的存在性

组合数学 2025-09-15 v3

摘要

众所周知,至少有 3 个顶点的树 TT 的谱半径 ρ(T)\rho(T) 满足 14ρ(T)2+1<Δ(T)ρ(T)2\frac 14\rho(T)^2+1<\Delta(T)\le \rho(T)^2,其中 Δ(T)\Delta(T)TT 的最大度数。设 P\mathbb{P} 表示所有非平凡树的谱半径集合。在本文中,我们研究逆问题:对于任意 αP\alpha \in \mathbb{P} 和满足条件 14α2+1<rα2\frac 14\alpha^2+1<r\le \alpha^2 的整数 rr,是否存在一棵树 TT 使得 Δ(T)=r\Delta(T)=rρ(T)=α\rho(T)=\alpha?对于任意正整数 rr 和正数 α\alpha,设 Wr(α){\mathscr W}_r(\alpha) 表示一组非负实数集合,定义如下:αWr(α)\alpha\in {\mathscr W}_r(\alpha),且对于任意多集 {qiWr(α):qi>0,1is}\{q_i\in {\mathscr W}_r(\alpha): q_i>0, 1\le i\le s\},若 β:=αi=1sqi10\beta:=\alpha-\sum\limits_{i=1}^sq_i^{-1}\ge 0srββ+1s\le r-\left \lceil \frac{\beta}{\beta+1}\right \rceil,则 βWr(α)\beta \in {\mathscr W}_r(\alpha)。我们首先表明 0Wr(α)0\in {\mathscr W}_r(\alpha) 当且仅存在一棵树 TT 使得 Δ(T)r\Delta(T)\le rρ(T)=α\rho(T)=\alpha。直接由此可得 P\mathbb{P} 正是满足 0Wα2(α)0\in {\mathscr W}_{\lfloor\alpha^2\rfloor}(\alpha) 的所有正数 α\alpha 的集合。应用这一结论,我们证明对于任意两个正整数 r2r\ge 2kk,是否存在一棵树 TT 使得 Δ(T)=r\Delta(T)=rρ(T)=k\rho(T)=\sqrt k 当且仅当 14k+1<rk\frac 14 k+1<r\le k

关键词

引用

@article{arxiv.2504.06617,
  title  = {Existence of trees with prescribed maximum degrees and spectral radii},
  author = {Fengming Dong and Ruixue Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06617},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages and 2 figures