On digraphs of excess one

Abstract

Digraf, ve kterém pro každou dvojici (ne nutně různých) vrcholů u, v existuje nejvýše jeden sled délky nejvýše k z u do v se nazývá k-geodetický digraf. Počet vrcholů N(d,k) k-geodetického digrafu s minimálním výstupním stupněm d je větší nebo roven Mooreově mezi M(d,k) a rovnost zde nastává, právě když digraf je silně geodetický, tj. jeho průměr je roven k. Silně geodetické digrafy tedy existují pro d=1 nebo k=1. Pro d, k větší než 1 tedy chceme určit, zda existují k-geodetické digrafy s minimálním výstupním stupněm d a počtem vrcholů N(d,k)=M(d,k)+1. Takový digraf nazýváme (d,k,1)-digraf a říkáme, že má exces 1. V článku dokazujeme, že (d,k,1)-digrafy jsou vždy diregulární, a tedy (2,k,1)-digrafy neexistují. Dále studujeme faktorizaci v Q[x] charakteristického polynomu (d,k,1)-digrafu, z níž dokazujeme neexistenci takových digrafů pro k=2 když d je větší než 7, a pro k=3,4 když d je větší než 1.