YOI 880:ラプラシアンの二番目の固有値は点で切る数を超えず、同じ数で切れるグラフの首の細さを測り分ける

論文880 の記録のページです。住所(YOI)は https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/880 で、論文の本文は下の PDF にあります。ファイルは自分で用意した置き場所(https://yamagishi.sakuraweb.com)に置き、日付の証拠(.ots)を添えています。

本文はサイトの記事でも読めます(2026年10月8日 9:20 に公開します)。

YOI 880第1版・2026年9月ビットコインに記録済み

日付の証拠(OpenTimestamps):日本語版の .ots・英語版の .ots・SHA256SUMS

予備の置き場所(ミラー。中身は上と同じです):PDF 日本語・PDF English・SHA256SUMS

住所:https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/880・CC BY 4.0・プレプリント(査読を経ていません)・ORCID 0009-0006-8587-3450

引用するとき

山岸勇輝 (2026). ラプラシアンの二番目の固有値は点で切る数を超えず、同じ数で切れるグラフの首の細さを測り分ける [論文880]. YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/880

Yamagishi, Y. (2026). The Second Laplacian Eigenvalue Never Exceeds the Vertex Connectivity and Tells Apart Thin Necks Cut by the Same Number [Paper 880]. YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/880

@misc{yamagishi2026yoi880,
  author = {Yamagishi, Yuuki},
  title = {The Second Laplacian Eigenvalue Never Exceeds the Vertex Connectivity and Tells Apart Thin Necks Cut by the Same Number},
  year = {2026},
  howpublished = {YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/880},
  note = {Preprint, edition 1}
}
指紋(SHA-256)と確かめ方
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PDF と .ots を同じ場所に保存し、opentimestamps.org に .ots、続けて PDF を落とすと、記録された日時が表示されます。PDF が 1 バイトでも変わっていれば通りません。

日付の証拠(OpenTimestamps)

2026年10月1日に、2 本の PDF の指紋(SHA-256)をまとめて OpenTimestamps に送り、ビットコインのブロック 969440・969456・969461 に記録されました(2026年10月01日 19:28(日本時間))。この .ots があれば、PDF がその時点で存在したことを、このサイトや運営者を信用しなくても、誰でも確かめられます。

書誌

題名 ラプラシアンの二番目の固有値は点で切る数を超えず、同じ数で切れるグラフの首の細さを測り分ける
Title The Second Laplacian Eigenvalue Never Exceeds the Vertex Connectivity and Tells Apart Thin Necks Cut by the Same Number
著者 山岸 勇輝 (Yuuki YAMAGISHI)・ORCID 0009-0006-8587-3450
所属 山岸複雑性トーラス研究所 (Yamagishi Complexity Torus Lab, Japan)
版 第1版(2026年9月)
言語 日本語・英語
種別 プレプリント(査読を経ていません)
ライセンス CC BY 4.0(出典を示せば、複製・再配布・改変ができます)
YOI https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/880

要旨

網の切れにくさは、何点抜けば切れるかで測る、と思いやすい。本稿は、ラプラシアンの固有値でも切れにくさを測り、点で切る数と並べて、点 $6$ 個のすべてのグラフで数える。新しい定理も法則も主張しない。

第一に、ゼロ固有値は成分を数える。点 $6$ 個のすべてのグラフ $32768$ 個で、ゼロ固有値の個数は、辺をたどって数えた成分の数と一致した(第2節)。

第二に、二番目の固有値は、点で切る数を超えない。完全グラフ以外の連結グラフ $26703$ 個すべてで、二番目の固有値 $\le$ 点連結度で、等しいのは $3111$ 個、割合 $\mathbf{0.116504}$ である(第3節)。

第三に、これが本稿の芯である。同じ点の数で切れるグラフでも、二番目の固有値は首の細さを測り分ける。一点で切れるグラフ $15336$ 個で、二番目の固有値は道の $\mathbf{0.267949}$ から星の $1.000000$ まで散らばり、平均は $\mathbf{0.696682}$ である(第3節)。

第四に、点 $6$ 個では、固有値は点連結度の一つ下とのあいだに収まった。点連結度 $2$ で $1$ から $2$、$3$ で $2$ から $3$、$4$ はすべて $4$、完全グラフは $6$ で、点連結度 $1$〜$3$ ではすべて「点連結度 $-1$」と「点連結度」のあいだに入った(第3節)。

第五に、道の値は式と合う。点 $6$ 個の道の二番目の固有値は、$2(1-\cos(\pi/6))$ と差 $10^{-9}$ 未満で一致した(第3節)。

第六に、分離子は、整数で数える点連結度を問うか、連続の値で測る二番目の固有値を問うかである。点連結度は何点で切れるかだけを答え、固有値は切り口のまわりがどれだけ細いかまで答える(第4節)。

キーワード:グラフラプラシアン、代数的連結度、点連結度、固有値、フィードラーの不等式

Abstract

It is easy to assume that a network’s robustness is measured by how many vertices must be removed to cut it.This paper also measures robustness by Laplacian eigenvalues and counts, over all graphs on $6$ vertices, how it compares with the vertex cut size.No new theorem or law is claimed.

First, zero eigenvalues count components: in all $32768$ graphs on $6$ vertices, the number of zero eigenvalues matched the number of components counted by following edges (Section 2).

Second, the second eigenvalue never exceeds the vertex cut size: in all $26703$ connected graphs other than the complete graph, second eigenvalue $\le$ vertex connectivity, with equality in $3111$, a share of $\mathbf{0.116504}$ (Section 3).

Third, and this is the core. Among graphs cut by the same number of vertices, the second eigenvalue tells apart thin necks: among the $15336$ graphs cut by one vertex, it ranges from $\mathbf{0.267949}$ for the path to $1.000000$ for the star, averaging $\mathbf{0.696682}$ (Section 3).

Fourth, on $6$ vertices, the eigenvalue stayed within one below the connectivity: connectivity $2$ gives $1$ to $2$, $3$ gives $2$ to $3$, all of connectivity $4$ give $4$, and the complete graph $6$; for connectivity $1$ to $3$ it always lay between one less than the connectivity and the connectivity (Section 3).

Fifth, the path’s value matches the formula: the second eigenvalue of the path on $6$ vertices matched $2(1-\cos(\pi/6))$ within $10^{-9}$ (Section 3).

Sixth, the separator is whether one asks about vertex connectivity, counted as an integer, or the second eigenvalue, measured as a continuous value: connectivity answers only how many vertices cut the graph; the eigenvalue also answers how thin the region around the cut is (Section 4).

Keywords: graph Laplacian, algebraic connectivity, vertex connectivity, eigenvalue, Fiedler’s inequality

版の記録

ここの PDF(倉庫の v1)は第1版(2026年9月)の原稿から作りました。ファイルは版ごとに分けて置いています(/yoi/880/v1/ の下)。中身を直すときは、このファイルを書き換えず、新しい版を足します(住所 https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/880 はいつも最新の版を指します)。

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