■ケーリーの公式(その1)

 ここでは

[参]前原濶・桑田孝泰「グラフ理論とフレームワークの幾何」共立出版

にしたがって,ケーリーの公式

  「Knの全域木の個数はn^n-2に等しい」

について,n=4の場合の計算過程をみてみたい.

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K4の次数行列 K4の隣接行列

[3,0,0,0] [0,1,1,1]

[0,3,0,0] [1,0,1,1]

[0,0,3,0] [1,1,0,1]

[0,0,0,3] [1,1,1,0]

(次数行列)−(隣接行列)

[3,−1,−1,−1]

[−1,3,−1,−1]

[−1,−1,3,−1]

[−1,−1,−1,3]

同じ番号の行と列(たとえば第4行と第4列)を消して得られる行列の行列式を(木の行列式)とよぶ.

[3,−1,−1]

[−1,3,−1]=4^4-2

[−1,−1,3]

を示すために,行列の次数をひとつ上げて

[3,−1,−1,1]

[−1,3,−1,1]

[−1,−1,3,1]

[ 0, 0,0,1]

最後の列を他のすべての列に加え,

[4,0,0,1]

[0,4,0,1]

[0,0,4,1]

[1,1,1,1]

最後の行に他のすべての行の−1/4倍を加えると

[4,0,0,1]

[0,4,0,1]=4^4-2

[0,0,4,1]

[0,0,0,1/4]

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