हम मैट्रिक्स Laplacian मैट्रिक्स है जो eigenvalues का एक सेट है λ 0 ≤ λ 1 ≤ ... ≤ λ n के लिए जी ∈ आर एन × n जहाँ हम हमेशा पता λ 0 = 0 । इस प्रकार लाप्लासियन मैट्रिक्स हमेशा सममित सकारात्मक अर्ध-निश्चित होता है। क्योंकि मैट्रिक्स जीG=ATAλ0≤λ1≤…≤λnG∈Rn×nλ0=0Gजब हम चोल्स्की अपघटन पर चर्चा करते हैं तो हमें सममित सकारात्मक निश्चित नहीं होना चाहिए। चोल्स्की अपघटन एक सकारात्मक अर्ध-निश्चित मैट्रिक्स के लिए मौजूद है लेकिन यह अब अद्वितीय नहीं है। उदाहरण के लिए, सकारात्मक अर्ध-निश्चित मैट्रिक्स
असीम रूप से कई चोल्स्की डिकम्पोजिशन
A= [है
A=[0001],
A=[0001]=[0sinθ0cosθ][00sinθcosθ]=LLT.
हालाँकि, क्योंकि हमारे पास एक मैट्रिक्स है जिसे एक लाप्लासियन मैट्रिक्स के रूप में जाना जाता है, हम वास्तव में अधिक परिष्कृत रैखिक बीजगणित उपकरण जैसे चोल्स्की डिकम्पोज़िशन से बच सकते हैं या सकारात्मक अर्ध-निश्चित मैट्रिक्स G के वर्गमूल को खोज सकते हैं जैसे कि हम ए । उदाहरण के लिए, यदि हमारे पास लाप्लास मैट्रिक्स जी ∈ आर 4 × 4 ,
जी = [GGAG∈R4×4
हम वांछित मैट्रिक्सएको पुनर्प्राप्त करने के लिए ग्राफ सिद्धांत का उपयोग कर सकते हैं। हम उन्मुख घटना मैट्रिक्स तैयार करके ऐसा करते हैं। अगर हम ग्राफ में किनारों की संख्या को परिभाषित होने के लिएमीटरहोने के लिए और कोने की संख्याnतो उन्मुख घटना मैट्रिक्सएकएक हो जाएगामीटर×nमैट्रिक्स द्वारा दिए गए
एक ई वी = { 1 अगर ई = ( वी , डब्ल्यू ) और v < w - 1 यदि e = ( v , w )
G=⎡⎣⎢⎢⎢3−1−1−1−1100−1010−1001⎤⎦⎥⎥⎥
AmnAm×n
जहां
e=(v,w)किनारे को दर्शाता है जो कोने को
vऔर
w सेजोड़ता है। यदि हमचार कोने और तीन किनारों के साथ
जी केलिए एक ग्राफ लेते हैं, तो हमारे पास उन्मुख घटना मैट्रिक्स
ए=[हैAev=⎧⎩⎨⎪⎪1−10if e=(v,w) and v<wif e=(v,w) and v>wotherwise,
e=(v,w)vwG
और हम पा सकते हैं कि
जी= एक टी ए। आपके द्वारा वर्णित मैट्रिक्स समस्या के लिए, आप वर्टिकलके समान किनारों के साथ
G केलिए एक ग्राफ़बनाएंगे, फिर आपको मैट्रिक्स
Aको फिर से संगठित करने की क्षमता होनी चाहिएजब आपको केवल लाप्लासियन मैट्रिक्स
G दिया जाए।
A=⎡⎣⎢111−1000−1000−1⎤⎦⎥,
G=ATAGAG
अपडेट करें:
अगर हम के रूप में एक ग्राफ के शिखर डिग्री के विकर्ण मैट्रिक्स को परिभाषित और के रूप में ग्राफ के निकटता मैट्रिक्स एम , तो Laplacian मैट्रिक्स जी ग्राफ के द्वारा परिभाषित किया गया है जी = एन - एम । उदाहरण के लिए, निम्नलिखित ग्राफ मेंNMGG=N−M
हम पाते हैं कि लाप्लासियन मैट्रिक्स
अब हमचित्र के ग्राफ में दिए गए किनारों और नोड्स का उपयोग करकेजीको उन्मुख घटना मैट्रिक्सएसे संबंधित करते हैं। फिर हम की प्रविष्टियां मिलतीएकसे
एक ई वी = { 1 अगर ई = ( वी , डब्ल्यू ) और वी < डब्ल्यू - 1 अगर ई = ( वी , डब्ल्यू ) और वी > डब्ल्यू 0 अन्यथा , ।
उदाहरण के लिए, किनारे e १
G=⎡⎣⎢⎢⎢3000010000100001⎤⎦⎥⎥⎥−⎡⎣⎢⎢⎢0111100010001000⎤⎦⎥⎥⎥.
GAAAev=⎧⎩⎨⎪⎪1−10if e=(v,w) and v<wif e=(v,w) and v>wotherwise,.
e1नोड्स
और
v 2 जोड़ता है । तो यह निर्धारित करने के
लिए एक ई 1 , वी 1 हम ध्यान दें कि के सूचकांक
v 1 के सूचकांक से भी कम है
वी 2 (या हम मामला है
v < w की परिभाषा में
एक ई वी )। इस प्रकार,
ए ई 1 , वी 1 = 1 । इसी तरह सूचकांकों की तुलना के माध्यम से हम
एक ई 1 , वी 2 = - 1 पा सकते हैं
v1v2Ae1,v1v1v2v<wAevAe1,v1=1Ae1,v2=−1। हम
नीचे एक और अधिक स्पष्ट तरीके से चित्रित किनारों और कोने को संदर्भित करते हैं।
ए =AA=e1e2e3v1111v2−100v30−10v400−1.
GrVE
w:V×V→R+,
uvw(u,v)u∈Vudu=∑v∈Vw(u,v).
GrAd(Gr)n×nVw(u,v)D(Gr)VGG=D(Gr)−Ad(Gr).
मूल पद से समस्या में हम जानते हैं
G=⎡⎣⎢⎢34−13−512−1323−13−512−1334⎤⎦⎥⎥.
GG=ATAAA=I−1nwTwT1n=1AAAd(Gr)शून्य प्रविष्टियों के रूप में अच्छी तरह से, यानी, भारित ग्राफ में लूप नहीं होंगे। वास्तव में भारित उन्मुख घटना मैट्रिक्स की गणना करना मुश्किल लगता है (हालांकि यह भारित रेखांकन के साथ मेरी अनुभवहीनता का परिणाम हो सकता है)। हालाँकि, हम जिस रूप में हम तदर्थ तरीके से तलाश करते हैं उसका एक गुणनखंड पा सकते हैं यदि हम मानते हैं कि हम अपने ग्राफ में छोरों के बारे में कुछ जानते हैं। हमने भारित लाप्लासियन मैट्रिक्स विभाजित किया है।
GG=⎡⎣⎢⎢5400010001112⎤⎦⎥⎥−⎡⎣⎢⎢12135121313135121316⎤⎦⎥⎥=D(Gr)−Ad(Gr).
v1v2v31/21/31/6w[12 13 16]TAA=I−1nwT=⎡⎣⎢⎢12−12−12−1323−13−16−1656⎤⎦⎥⎥.
A