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这是 边权的局部变分 的第 1 篇。
\(G\) 有限连通,边界 \(B\) 非空,边权为正。Steklov 特征函数在内部调和,边界上的外法向导数等于 \(\lambda\) 乘函数值。正特征值的延拓在边界上和为零。\(|B|=1\) 时没有正特征值,下面的断言是空的。
\(B\)-核 \(G^B\) 是所有端点都落在 \(B\) 上的简单路的并。核外面的每一块只通过一个顶点挂在核上,调和延拓在那一块上是常数。Steklov 矩阵只依赖核上的边权。所以单射和多项式关系都应该写在核上,而不是写在整张图上。
齐次关系
未归一的特征函数可以乘一个非零常数,所以先看齐次多项式。设 \(\mathcal F\) 是 \(V(G^B)\) 上有限个齐次多项式,没有一个在「边界和为零」这个超平面上恒为零。则存在一个不恒为零的边权多项式 \(R_{\mathcal F}\),只要 \(R_{\mathcal F}(w)\neq 0\),谱就是单的,而且每个正特征值的延拓都避开 \(\mathcal F\) 里的每一个多项式。
可数族同样成立,例外集是可数个零点集的并。一个齐次多项式对所有正边权、所有正特征值的延拓都为零,当且仅当它被边界和 \(\sum_{b\in B}x_b\) 整除。这是唯一被迫的齐次关系。
这族多项式要在选边权之前给定。它不能同时排除所有实系数多项式。可数的那一条足够排除所有有理系数的非平凡齐次关系,几乎处处成立。
把坐标函数和坐标差放进 \(\mathcal F\),就得到推论:通有正边权下,非常值特征函数在边界上单射,延拓在核上单射,并且在每个顶点非零。倍数、等差、更高次的关系用同一条定理,不必再各做一次扰动。
下一篇是这条定理背后的微分:秩公式。