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Graphen und ihr Spektrum

Definition (Graph):
Sei V eine Menge (Vertizes) und K (Kanten) eine Menge von Paaren von Elementen aus V. Dann heißt G=(V,K) ein Graph.
Geometrisch werden die Vertizes eines Graphen oft als Punkte und die Kanten als deren Verbindungsstrecken gedeutet.
Sei G ein Graph der Ordnung n mit numerierten Vertizes tex2html_wrap_inline6311, wobei tex2html_wrap_inline6313. Die Inzidenzmatrix tex2html_wrap_inline6315 von G ist definiert durch:
eqnarray1243
Der Vektorraum von G ist die Menge aller Abbildungen tex2html_wrap_inline6321. Er wird aufgespannt durch die Basisvektoren
eqnarray1251
Die Inzidenzmatrix A(G) operiert auf Vektorraum von G. Gesucht ist nun das Spektrum von G, also die Eigenwerte tex2html_wrap_inline6329 von A(G) und ihre Multiplizitäten tex2html_wrap_inline6333.
Eine gute Einführung in die Graphentheorie und einige nützliche Theoreme hierzu finden sich in [Boll], insbesondere zur Verwendung kollabierter Inzidenzmatrizen: weist ein Graph bestimmte Symmetrien auf, so läßt sich eine Matrix kleinerer Dimension finden, die die gleichen Eigenwerte wie die Inzidenzmatrix besitzt.