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極値組合せ論を応用した等差数列とグラフの複雑さについての研究

研究課題

研究課題/領域番号 21J14427
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分12030:数学基礎関連
研究機関東北大学

研究代表者

吉野 聖人  東北大学, 情報科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードグラフの最小固有値 / 等角直線族 / サイデル行列 / 等角直線属
研究開始時の研究の概要

極値組合せ論とは離散数学の一分野であり,与えられた状況下で発生してしまう構造を調べる.本研究では極値組合せ論の応用や関連する問題を扱う.第一のテーマ「等差数列に関する研究」においては集合内の構造を見るためにいる.第二のテーマである「最小固有値に対するグラフの複雑さに関する研究」においては,最小固有値が-3以上のグラフの複雑さの決定を行う.その際,多くが極値組合せ論の応用で決定され,残りのグラフの複雑さを格子理論等を用いて調査する.

研究実績の概要

まず本研究においては極値組合せ論は重要な道具であり、いくつかの結果を理解する必要があった。これについては昨年度に引き続き行い、理解を深めた。次に最小固有値-3以上のグラフの複雑さに関する問題について述べる。このテーマでは最小固有問-3以上のグラフをノルム3で生成される整格子(以下、3格子)に変換して、その複雑性を調査するものであった。まず、最小固有値-2以上のグラフを3格子にした際の複雑さについて昨年より詳細な結果を得た。また、アルゴリズムや格子とグラフに関する理論を改善することで、昨年度に引き続き具体的な最小固有値-3以上のグラフの複雑性を明らかにした。
一方で最小固有値-3以上のグラフのコーンと共通角度がarccos(1/5)の原点を通る直線族(以下、等角直線属)の間に対応があるという理由から、等角直線属に対する応用を与えた。特に主張な結果として、Lemmens-Seidel予想を証明した。これはレメンズ氏とサイデル氏によって1973年に提起されたもので共通角度arccos(1/5)の等角直線族に関する予想である。Lemmens氏ら、2020年のLin氏らの結果、2022年のCao氏らの結果によって一度は証明されたとされていたが、不備を指摘し別の手法を用いることで証明を修正した。さらに、直線族に関するGreaves氏らの2021年の問題とCao氏らの2022年の問題を格子を用いて解決した。このような研究の中でグラフ、直線族、格子の間の新たな変換の発見などにも繋がった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] 中国科学技術大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] A quantum searching model finding one of the edges of a subgraph in a complete graph2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshie, K. Yoshino
    • 雑誌名

      Quantum Information Processing

      巻: 21 号: 6

    • DOI

      10.1007/s11128-022-03553-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Embedding theory of lattices and its application for 2-integrable lattices2022

    • 著者名/発表者名
      Qianqian Yang, Kiyoto Yoshino
    • 雑誌名

      Integers

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spectral Proofs of Maximality of Some Seidel Matrices2022

    • 著者名/発表者名
      YOSHINO Kiyoto
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 28 号: 1 ページ: 107-110

    • DOI

      10.4036/iis.2021.S.01

    • NAID

      130008082120

    • ISSN
      1340-9050, 1347-6157
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Maximality of Seidel matrices and switching roots of graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Cao Meng-Yue、Koolen Jack H.、Munemasa Akihiro、Yoshino Kiyoto
    • 雑誌名

      Graphs and Combinatorics

      巻: 37 号: 5 ページ: 1491-1507

    • DOI

      10.1007/s00373-021-02359-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The Lemmens-Seidel conjecture for base size 52022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Yoshino
    • 学会等名
      CodEx Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Constellations in prime elements of number fields2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Yoshino
    • 学会等名
      早稲田整数論セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Lemmens-Seidel conjecture for base size 52022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Yoshino
    • 学会等名
      RIMS 共同研究 有限群論, 代数的組合せ論, 頂点代数の研究
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 7 次元ユークリッド空間内の等角直線族の個数の対称性について2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Yoshino
    • 学会等名
      第18回組合せ論若手研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 共通角度arccos(1/3)の等角直線属について2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Yoshino
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 完全グラフの部分グラフの辺の量子探索2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyoto Yoshino
    • 学会等名
      Japanese Conference on Combinatorics and its Applications 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Maximality of Seidel matrices and switching roots of graphs2021

    • 著者名/発表者名
      吉野聖人
    • 学会等名
      第37回代数的組合せ論シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Constellations in prime elements of number fields2021

    • 著者名/発表者名
      吉野聖人
    • 学会等名
      東北大学 幾何セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Saturated equiangular lines について2021

    • 著者名/発表者名
      吉野聖人
    • 学会等名
      大阪組合せ論セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 7 次元ユークリッド空間内の等角直線族の個数の対称性について2021

    • 著者名/発表者名
      吉野聖人
    • 学会等名
      第18回組合せ論若手研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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