Кіріспе
Математикада, екілік график – шекті нүктелер жиыны X-тен таңдалған (ретсіз) үштіктер жиыны, мұнда X-тен алынған әрбір (ретсіз) төрттік екілік графиктің жұп санымен сипатталады. Екілік график тұрақты болса, оның кез келген екі нүктесі екілік графиктің үштіктерінің бірдей санында кездеседі. Екілік графиктер эквиангулярлық түзулермен байланысы болғандықтан зерттеледі, ал тұрақты екілік графиктер үшін, күшті тұрақты графиктермен және сондай-ақ шекті топтармен байланысты, себебі көптеген тұрақты екілік графиктерде қызықты автоморфизм топтары бар. Екілік график – график емес және оны график теориясындағы «2 график» деп аталатын басқа объектілермен шатастыруға болмайды, мысалы, 2-ретті график.
Коммутациялау және графиктер
Екі граф графтардың ауысу класына және қол қойылған толық графтардың (қол қойылған) ауысу класына эквивалентті. (Жай) графтың түйіндер жиынын ауыстыру дегеніміз – әр қабырға жұбының жапсарлылығын, бірі жиынға кірсе, екіншісі кірмесе, кері қайтаруды білдіреді: осылайша қабырғалар жиыны өзгертіліп, жапсарлы жұп жапсарлы емес, ал жапсарлы емес жұп жапсарлы болады. Екі ұшы да жиынға кіретін немесе екеуі де кірмейтін қабырғалар өзгеріссіз қалады. Егер бір графты екіншісінен ауыстыру арқылы алуға болса, онда олар ауысу эквивалентті болып табылады. Ауыстырылған графтардың эквивалентті класы ауысу класы деп аталады. Ауыстыруды Сейдель енгізіп, дамытты; оны граф ауыстыруы немесе Сейдель ауыстыруы деп атайды, ішінара оны қол қойылған графтардың ауыстыруынан ажырату үшін. Жоғарыда берілген қарапайым графтан екі графты құрудың стандартты тәсілінде, екі граф бірдей екі графты береді, егер және тек егер олар ауысу бойынша эквивалентті болса, яғни бір ауысу класында болса. Келіңдер, Γ – X жиынындағы екі граф болсын. X жиынының кез келген x элементе үшін, {x, y, z} Γ-да болған жағдайда ғана y және z түйіндері жапсарлы болатын X жиынындағы түйіндері бар графты анықтаңыз. Бұл графта x – оқшауланған түйін. Бұл құрылым кері қайтымды; қарапайым G графы берілген болса, G түйіндер жиынына жаңа x элементін қосып, қабырғалар жиынын өзгеріссіз қалдырыңыз және жоғарыдағы стандартты құрылымды қолданыңыз. Бұл екі граф G-нің x-пен кеңейтілгені деп аталады. Берілген ауысу класындағы графтардың ішіндегі тұрақты екі граф үшін, Γx – x түйіні оқшауланған түйін болатын бірегей граф (мұндай граф әрқашан болады, кластағы кез келген графты алып, x-тің ашық көршілігін ауыстырыңыз) және x түйіні жоқ. Яғни, екі граф – Γx-тің x-пен кеңейтілгені. Жоғарыда келтірілген тұрақты екі графтың бірінші мысалында, Γx – кез келген x таңдауы үшін 5 цикл. G графына сол түйіндер жиынында Σ толық графы сәйкес келеді, оның қабырғалары G-де болса теріс, ал G-де болмаса оң таңбаланған. Керісінше, G – Σ графигінің барлық түйіндерінен және барлық теріс қабырғаларынан тұратын субграфы. G-нің екі графы сондай-ақ Σ-да теріс үшбұрышты (жұп емес теріс қабырғалары бар үшбұрышты) қолдайтын түйіндердің үштігінің жиыны ретінде анықталады. Екі қол қойылған толық граф бірдей екі графты береді, егер және тек егер олар ауысу бойынша эквивалентті болса. G және Σ ауыстырулары байланысты: екі графтың бірдей түйіндерін ауыстыру H графы мен оған сәйкес келетін толық графты береді.
Жақындық матрицасы
Екі графтың жапсарлас матрицасы – сәйкес қол қойылған толық графтың жапсарлас матрицасы; демек, ол симметриялық, диагоналінде нөл, ал диагональден тыс элементтері ±1 болады. Егер G графигі қол қойылған толық Σ графигіне сәйкес келсе, онда бұл матрица (0, −1, 1) жапсарлас матрицасы немесе G графигінің Сейдель жапсарлас матрицасы деп аталады. Сейдель матрицасының басты диагоналінде нөлдер, жапсарлас төбелер үшін 1, ал жапсарлас емес төбелер үшін +1 болады. Егер G және H графиктері бір ауыстыру класына жатса, G және H графиктерінің екі Сейдель жапсарлас матрицасының өзіндік мәндерінің көп жиыны сәйкес келеді, себебі матрицалар ұқсас. V жиынындағы екі граф реттелі болады, егер және тек қана оның жапсарлас матрицасында екі ғана ерекше өзіндік мән болса, мысалы, ρ1 > 0 > ρ2, мұнда ρ1ρ2 = 1 |V|.
Теңбұрышты сызықтар
Кез келген екі график, бірдей бұрышта қиылысатын, кейбір өлшемді Эвклид кеңістігіндегі түзулер жиынтығына эквивалентті. n төбесі бар екі графиктан құралған түзулер жиыны мынадай жолмен құрастырылады. ρ – екі графиктің Сейдель жанындас матрицасының (Seidel adjacency matrix) ең кіші өзіндік мәні болсын, және оның көптігі n – d-ге тең болсын делік. Онда 1 = ρI + A матрицасы d ранктің оң жартылай анықталған матрицасы болады, демек оны Эвклидтік d кеңістігіндегі n векторлардың ішкі көбейтінділерінің Грам матрицасы ретінде бейнелеуге болады. Бұл векторлардың нормасы бірдей (яғни, ) және өзара ішкі көбейтінділері ±1-ге тең. Олар арқылы жүргізілген n түзудің кез келген жұбы φ бұрышында қиылысады, мұнда cos φ = 1/ρ. Керісінше, Эвклид кеңістігіндегі ортогональ емес, теңбұрышты түзулердің кез келген жиыны екі графты тудыруы мүмкін (құрылысы үшін теңбұрышты түзулерге қараңыз). Жоғарыдағы белгілеулермен, максималды кардиналдылық n шарты n ≤ d(ρ² – 1)/(ρ² – d) теңсіздігімен шектеледі, және бұл шек екі график тұрақты болған жағдайда ғана орындалады.
Қатты тұрақты графиктер
X-тің барлық мүмкін үштігінен тұратын және X-тің үштігінен тұратын екі графигі тұрақты екі график болып табылады және тривиалды екі графиктер деп есептеледі. X жиынындағы тривиалды емес екі графиктер үшін, егер және тек қана X-тегі бір x үшін Γx графигі k = 2μ-мен күшті тұрақты график болса, онда екі график тұрақты болады (әр қабырғаның дәрежесі, кез келген қабырғаға жақын емес екі қабырғаның екеуіне де жақын қабырғалар санының екі есесіне тең). Егер бұл шарт X-тің бір элементі үшін орындалса, онда ол X-тің барлық элементтері үшін орындалады. Осыдан, тривиалды емес тұрақты екі графиктің нүктелерінің саны жұп екендігі көрінеді. Егер G – екі графигі Γ болатын n нүктесі бар тұрақты граф болса, онда Γ – егер және тек қана G, k, r және s өзіндік мәндерімен күшті тұрақты граф болса және n = 2(k – r) немесе n = 2(k – s) шартын қанағаттандырса, онда екі графигі Γ болады.