Long-range expanders: construction and cutoff
University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校)
本文证明每个Ramanujan图具有长程扩张,构造对数围长的显式长程扩张图,并确立固定度长程扩张图序列上随机游走的截断现象及其高斯极限轮廓,为传递谱扩张图的截断猜想提供中间进展。
2026-10-08 math.CO math.MG math.PR
Ramanujan Graphs and Digraphs
拉马努金图有着迷人的性质和历史。在本文中,我们探讨了一个平行的概念Ramanujan有向图,收集相关的结果,从旧的和最近的论文,并证明了一些新的。几乎正规Ramanujan有向图是一个特殊的有趣的,因为他们是极端的意义上的一个Alon-Boppana定理,他们有显着的组合功能,如小直径,抽样的Besloff界,最佳覆盖时间和锐截止。其他主题探讨的连接凯莱图和有向图,谱半径的普遍覆盖,阿隆的猜想随机有向图,并明确建设几乎正常的拉马努金有向图。
2020-05-25 math.CO math.SP
Expanding graphs, Ramanujan graphs, and 1-factor perturbations
我们构造了(k+-1)-正则图,它通过从给定的k-正则图序列中加上或减去适当的1-因子来提供扩张子序列.我们计算数值例子中的几种情况下,给定的序列是从工作的Lubotzky,菲利普斯和Sarnak(k-1的顺序的有限域)。如果k+1 = 7,我们的构造结果是一个序列的7-正则扩展与所有的频谱间隙至少约1.52。
2005-03-16 math.CO
Cut Sparsification of the Clique Beyond the Ramanujan Bound: A Separation of Cut Versus Spectral Sparsification
我们证明了随机$d$ -正则图,有很高的概率,是近似误差至多为$\left(2\sqrt{\frac 2 π} + o_{n,d}(1)\right)/\sqrt d$的团的割稀疏子,其中$2\sqrt{\frac 2 π} = 1.595\ldots$和$o_{n,d}(1)$表示依赖于$n$和$d$的误差项,如果我们先取极限$n\rightarrow \infty$,然后取极限$d \rightarrow \infty$,则该误差项趋于零.这是通过使用Jagannath和Sen从统计物理学思想中获得的技术分析线性大小切割,并通过鞅不等式分析小切割来建立的。我们还证明了新的下界谱稀疏的集团。若$G$是该团的谱稀疏子,且$G$具有平均度$d$,则只要$G$的加权邻接矩阵是一个双随机矩阵(的倍数),或者$G$满足一定的高“奇伪围长”性质,我们证明了逼近误差至少是$d$ -正则Ramanujan图所满足的“Ramanujan界”$(2-o_{n,d}(1))/\sqrt d$.第一种情况可以被看作是“对称双随机矩阵的阿隆-博帕纳定理”,表明具有$dn$非零元素的对称双随机矩阵具有至少$(2-o_{n,d}(1))/\sqrt d$大小的非平凡特征值;第二种情况推广了Srivastava和Trevisan的下界,这需要大围长假设。总之,这些结果意味着频谱稀疏化和切割稀疏化之间的分离。如果…
2021-10-31 cs.DM cs.DS math.CO
Ramanujan graphs of very large girth based on octonions
本文给出了Lubotzky,Phillips和Sarnak在他们的著名文章“Ramanujan graphs”中对图的构造的一个推广。新的方法是使用八元数代数而不是四元数。一个关键的工具是现有的结果的唯一因子分解的整数八元数。用这种方法得到的图族不仅具有同样的谱性质,使它们成为良好的扩张器,而且具有更大的围长,从而创造了正则图的新记录。
2012-02-03 math.CO
Interlacing Families I: Bipartite Ramanujan Graphs of All Degrees
我们证明了存在无穷多个度大于2的正则二部Ramanujan图族。我们这样做是通过证明一个变种的猜想Bilu和Linial的存在良好的2-升降机的每一个图。我们还建立了存在的“不规则Ramanujan”图,其特征值的谱半径的普遍覆盖的无限家庭。这样的家庭是由Linial和其他人建立的。特别地,我们证明了对于所有的c,d \geq 3,存在所有非平凡特征值由sqrt{c-1}+sqrt{d-1}限定的(c,d)-双正则二部图的无限族.我们的证明利用了一种新的技术来证明有用的组合对象的存在,我们称之为“交错多项式的方法”。
2014-03-03 math.CO
Spectral properties of unitary Cayley graphs of finite commutative rings
设$R$是有限交换环. $R$的酉Cayley图,记作$G_R$,是指顶点集为$R$,边集为${{a,b}:a,b\in R, a-b\in R^\times}$的图,其中$R^\times$是$R$的单位集.一个$r$ -正则图是Ramanujan图,如果它的除$\pm r$之外的每个特征值的绝对值至多是$2\sqrt{r-1}$ .本文给出了$G_R$是Ramanujan的充要条件和$G_R$的补是Ramanujan的充要条件.我们还确定了$G_R$线图的能量,计算了$G_R$及其线图的谱矩.
2012-09-24 math.AC math.CO
Ramanujan Graphs and Interlacing Families
本综述围绕Marcus、Spielman和Srivastava关于二分拉马努金图的交织族方法,梳理近十年发展并重点阐述其在谱图论中的应用。
2024-12-30 cs.DM math.CO
Random growth on a Ramanujan graph
研究了任意正则图和非正则图上随机增长过程的行为。我们的论点是基于扩展混合引理,这意味着拉马努金图的结果是最强的,渐近最大化的谱隙。此外,我们考虑Erdens-Rényi随机图和比较我们的理论结果与计算实验翻转图的点配置。后者与列举三角测量有关。
2019-10-22 cs.DM math.CO
An Alon-Boppana theorem for powered graphs and generalized Ramanujan graphs
图的r次幂通过连接距离r内的每个顶点对来修改图。本文给出了图的r次幂的Alon-Boppana定理的一个推广,包括不正则图。这导致了一个广义的概念拉马努金图,那些权力的图有一个频谱间隙匹配派生的阿隆-Boppana界。特别是,我们表明,某些图形,是不是很好的扩展,由于当地的不规则性,如Erdos Renyi随机图,成为几乎拉马努金一旦供电。Ramanujan图的另一种推广也可以从非回溯算子得到。接下来我们认为,幂算子给出了一个比后者更鲁棒的概念:稀疏Erdos-Renyi随机图与对手修改log(n)^c$顶点的子图仍然几乎Ramanujan在幂意义上,但不是在非回溯意义上。作为一个应用程序,这为不同的块模型提供了强大的社区测试。
2020-06-18 cs.DM math.CO
Almost-Ramanujan Graphs and Prime Gaps
Murty和Cioabrant的方法展示了如何使用素数之间的间隙的结果来构造几乎Ramanujan图族。在本文中,我们给出了一个更简单的结构,避免了完美匹配的搜索,从而消除了计算的需要。然后利用最近几个关于连续素数间隔的显式界,构造了具有谱间隔显式下界的$k$ -正则族.然后,我们表明,本-Aroya和Ta-Shma的结果可以使用我们的简单的结构的假设下的黎曼假设,这揭示了一些更多的光Reingold,Vadhan和Widgerson提出的问题得到改进。
2014-02-04 math.CO math.NT
Signatures, lifts, and eigenvalues of graphs
研究了有限图的循环签名的谱和相应的循环提升。从一个二分拉马努金图,我们证明了存在一个无限塔的$3$ -循环电梯,其中每一个再次拉马努金。
2014-12-21 cs.DM math.CO
Parity families and signed spectra: kernel averaging, near-Ramanujan bounds, and exact circulant models
Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, Surat(萨达尔·瓦拉巴伊国家技术学院)
研究 d 正则图签名,通过对使短偶圈不平衡的仿射\(\mathbb{F}_2\)签名族求平均,将比卢 - 利尼亚尔猜想符号问题转化为计数问题,证明相关上下界及结论,还确定假设、给出超立方体证书并记录障碍。
2026-09-24 cs.DM math.CO math.SP
A generalization of Ramanujan's sum over finite groups
本文定义有限群中由共轭类生成的正规子群等价类,给出相应正规 Cayley 图特征值的显式公式,从而将经典 Ramanujan 和推广到有限群。
2025-05-15 math.CO math.NT
Almost Ramanujan Expanders from Arbitrary Expanders via Operator Amplification
本文提出一种基于算子放大的局部高效算法,可将任意扩展图变换为度数与谱扩展达到几乎最优(近二次)权衡的几乎拉马努金扩展图,并推广 Ta-Shma 的偏差放大技术,应用于群生成元、量子扩展器及去随机化随机游走等。
2024-10-22 cs.DM cs.DS math.CO
The measurable Kesten theorem
给出了有限d-正则图的短圈密度与谱半径之间的显式估计。这使得我们能够证明有限d-正则Ramanujan图G的本质围长至少是c log log |G|。我们证明了无限d-正则Ramanujan幺模随机图是树。利用Benjamini-Schramm收敛性,得到了一个刚性结果:如果d-正则有限图G的大多数特征值落在Alon-Boppana区域,则G的特征值分布接近d-正则树的谱测度. Kesten证明了如果一个Cayley图的谱半径与它的泛覆盖相同,那么它一定是一棵树。我们将其推广到单模随机图。
2015-11-27 math.CO math.GR math.PR
Character sums on an oriented singer conic and explicit Ramanujan double covers
Soochow University(东吴大学);National Yang Ming Chiao Tung University(国立阳明交通大学)
本文研究有限域上定向Singer圆锥的奇乘性特征和,证明其绝对值有界,并由此构造出显式Singer不变的Ramanujan二重覆盖图。
2026-09-16 math.CO math.NT
$X$-Ramanujan Graphs
假设$X$是一个有界度的无限图;例如,有限群自由积的凯莱图。如果$G$是一个被$X$覆盖的有限图,如果它的第二大特征值$λ_2(G)$至多是$X$的谱半径$ρ(X)$,则称它是$X$ -Ramanujan,更一般地说,如果$λ_k(G)$至多是$ρ(X)$,则称它是$k$ -拟$X$ -Ramanujan。在$X$是无限$Δ$ -正则树的情况下,这简化为众所周知的有限$Δ$ -正则图是Ramanujan的概念。受Marcus,Spielman和Srivastava的交错多项式方法的启发,我们证明了无限多个$k$ -准$X$ -Ramanujan图的存在性。特别是,$X$不需要是一棵树,我们的分析是适用的,只要$X$是我们所说的加法产品图。这种加法积是由公共顶点集上的有限“原子”图$A_1, \dots, A_c$构造无限图$\mathsf{AddProd}(A_1, \dots, A_c)$的一种新方法。它推广了自由积图$A_1 * \cdots * A_c$的概念,当原子$A_j$是点传递图时,它推广了泛覆盖树的概念,当原子$A_j$是单边图时。我们分析的关键是一个新的图形多项式$α(A_1, \dots, A_c;x)$,我们称之为添加剂的特征多项式。它推广了著名的匹配多项式$μ(G;x)$的情况下,原子$A_j$是$G$的单边,它推广了$r$ -特征多项式中介绍的[Ravic…
2019-04-10 cs.DM math.CO
Explicit Two-Sided Vertex Expanders Beyond the Spectral Barrier
本文构造了首个绕过谱障碍的显式双侧顶点扩展图,利用三部线积框架和4维Ramanujan团复形,实现了约0.6d的扩展因子及唯一邻居扩展。
2024-11-18 cs.CC cs.DM cs.DS
Ramanujan Coverings of Graphs
研究有限连通图\(G\)的拉马努金覆盖,通过证明对每个\(r\)存在\(r -\)覆盖且新特征值有上界\(\rho\),推广了二分拉马努金图的相关结论。核心方法包括复反射群交错多项式族及图匹配多项式推广,丰富了二分拉马努金图族。
2026-07-24 math.CO math.GR
Signed circulants at the Ramanujan bound
研究了具有拉马努金界限的符号循环图,证明了特定签名的谱半径低于凯斯滕界,并探讨了四边形系统与磁通量的关系。
2026-09-24 cs.DM math.CO math.SP
The role of expanders in the spectral geometry of metric graphs
FernUniversität in Hagen(哈根 Fern 大学)
研究扩展图在度量图谱几何中的作用,通过回顾其组合和谱定义,利用拉马努金图下界,探究度量图拉普拉斯算子特征值在多方面的上界及缺失情况。
2026-08-18 math.CO math.FA math.SP
On the Local Geometry of Graphs in Terms of Their Spectra
本文研究了大图的谱与短圈数之间的关系。假设$G_1, G_2, G_3, \ldots$是有限连通图的序列,它们共享公共的泛覆盖$T$,并且使得在$n$的大极限中,位于$T$的谱的支撑内的$G_n$的特征值的比例趋于1。这是拉马努金的一个薄弱的概念。我们证明了这样的图序列是渐近局部树型的。这是通过对某些无限sofic图和幺模网络证明的一个类似定理导出的,它推广了正则图和某些无限Cayley图的结果.
2019-07-10 cs.DM math.CO math.PR
Spectrum preserving short cycle removal on regular graphs
我们描述了一种新的方法,以消除短周期的定期图,同时保持谱界(邻接矩阵的非平凡特征值),只要图形具有一定的组合性质。这些组合性质与短圈之间的数量和距离有关,并且已知在均匀随机正则图中以高概率发生。利用这种方法,我们可以得到两个涉及高围长谱扩展图的结果。首先,我们证明了给定$d \geq 3$和$n$,存在$d$ -规则$Θ(n)$ -顶点图的显式分布,其中其样本很可能具有围长$Ω(\log_{d - 1} n)$并且是$ε$ -near-Ramanujan;即,其特征值在幅度上由$2\sqrt{d - 1} + ε$限定(不包括$d$的单个平凡特征值)。然后,对于每一个常数$d \geq 3$和$ε> 0$,我们给出了一个确定性的多$(n)$ -时间算法,输出$d$ -正则图的$Θ(n)$ -顶点是$ε$ -近Ramanujan和周长$Ω(\sqrt{\log n})$,基于arXiv:1909.06988的工作。
2020-02-17 cs.DM cs.DS math.CO
Gap Sets for the Spectra of Cubic Graphs
本文研究了大的有限三次图的邻接矩阵的谱中的空隙。已知在三次Ramanujan图和线图中获得的间隙间隔$(2 \sqrt{2},3)$和$[-3,-2)$是最大的。我们给出了[-3,3]中最大间隙的谱的约束,并构造了实现这些边界的例子。这些图产生最大间隙间隔的新实例。我们还证明了$[-3,3)$中的每一个点都可以被三次图,甚至是平面图所缺。我们的结果表明,三次图,甚至平面三次图的谱的研究是微妙的,非常丰富。
2021-01-15 math-ph math.CO math.MP
Cheeger-type inequalities for the second largest spectral gap from $1$ of the normalized Laplacian
Vrije Universiteit Amsterdam(阿姆斯特丹自由大学);University of Passau(帕绍大学)
研究图的归一化拉普拉斯算子第二大谱间隙,引入具有两步随机游走概率解释的新 Cheeger 型常数,并建立类似经典 Cheeger 不等式的尖锐不等式。
2026-06-06 math.CO math.SP
Equivariant Analytic Spectral Invariants of Açıkmeşe Lifts of Graphs with Self-Loops
Universiti Sains Malaysia(马来西亚理科大学)
该研究针对带自环图的Açıkmeşe提升,利用$\text{Z}_2$作用分解拉普拉斯算子,推导了相关谱不变量的系列公式,包括预解式的洛朗展开、正则化热积分的谱公式等。
2026-09-01 math.CO math.SP
Cutoff on Graphs and the Sarnak-Xue Density of Eigenvalues
最近Lubetzky和Peres(2016)和Sardari(2018)证明了Ramanujan图,即,具有最优谱的图,在最优时间内表现出简单随机游动的截断,并且具有最优的几乎直径。我们证明了这个谱条件可以用一个较弱的条件,Sarnak-Xue密度性质来代替,从而得到类似的结果。这使我们能够证明,一些自然家庭的Schreier图的$SL_2(\mathbb{F}_t)$ -行动的射影线展示切断,从而证明了一个特殊情况下的猜想Rivin和Sardari。
2022-01-27 math.CO
Computational hardness of detecting graph lifts and certifying lift-monotone properties of random regular graphs
提出检测图随机提升的计算难度猜想,并以此证明多项式时间算法无法认证随机正则图最大割、最大独立集等性质的紧致界限,且现有谱界在多项式时间内最优。
2024-04-25 cs.CC cs.DS math.CO
Quantum Chaos on random Cayley graphs of ${\rm SL}_2[\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}]$
研究了当素数$p$趋于无穷大时,${\rm SL}_2[\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}]$ %和对称群$S_n$的随机Cayley图的特征值和直径的统计行为.证明了随机凯莱图的例外特征值(即绝对值大于最佳谱界的特征值)的数量的密度定理。数值结果表明,当素数$p$趋于无穷大时,${\rm SL}_2[\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}]$的随机Cayley图和$\mathbb{P}^1(\mathbb{Z}/p\mathbb{Z})$的显式LPS Ramanujan投影图具有最优的谱隙和直径.
2017-05-08 math-ph math.CO math.MP