We study the combinatorial and algebraic properties of Nonnegative Matrices. Our results are divided into three different categories. 1. We show a quantitative generalization of the 100 year-old Perron-Frobenius theorem, a fundamental theorem which has been used within diverse areas of mathematics. The Perron-Frobenius theorem states that every irreducible nonnegative matrix $R$ has a largest positive eigenvalue $r$, and every other eigenvalue $\lambda$ of $R$ is such that $\text{Re}\lambda<r$ and $|\lambda|\leq r$. We capture the notion of irreducibility through the widely studied notion of edge expansion $\phi$ of $R$ which intuitively measures how well-connected the underlying digraph of $R$ is, and show a quantitative relation between the spectral gap $\Delta=1-\text{Re}\lambda/r$ (where $\lambda\not=r$ is the eigenvalue of $R$ with the largest real part) and the edge expansion $\phi$, providing a more general result than the Cheeger-Buser inequalities, as follows.\[\dfrac{1}{15}\cdot\dfrac{\Delta(R)}{n}\leq\phi(R)\leq\sqrt{2\cdot\Delta(R)}.\] 2. We study constructions of specific nonsymmetric matrices (or nonreversible Markov Chains) that have small edge expansion but large spectral gap, and provide a novel construction of a nonreversible chain for which\[\phi(R)\leq\dfrac{\Delta(R)}{\sqrt{n}},\] and we also present a candidate construction of matrices for which\[\phi(R)\leq2\dfrac{\Delta(R)}{n},\] which is the most beautiful contribution of this thesis. 3. We connect edge expansion and spectral gap to other combinatorial properties of nonsymmetric matrices, such as mixing time and capacity, and provide elementary proofs or unified views of known results and new results relating the different combinatorial/algebraic properties. Notably, we show the monotonicity of capacity for nonsymmetric nonnegative matrices.


翻译:我们研究的是非正向的立方体和正向矩阵的特性。 我们的结果分为三个不同的类别。 1. 我们展示了100年的 Perron- Frobenius 参数的定量概括, 这是一个在数学的不同领域使用的基本理论。 Perron- Frobenius 理论显示, 每一个不可复制的非正向矩阵 $, 而每一个其他的正向值 $, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 立方( 立方美元), 等方值, 等方( 立方美元), 等方( 立方 立方美元), 等方( 立方美元) 等方( 立方美元) 等方( 立方( 立方美元) 等方( 立方元) 等方( 立方美元) 等方位, 且以正方美元 立方體的立方體變化效果, 等方(

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月13日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月13日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月10日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月9日
Arxiv
54+阅读 · 2022年1月1日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员