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1952年著名数学家与统计学家R.C.Bose和T.Shimamoto提出了结合方案(简称方案)的概念.结合方案与组合设计、有限群、表示理论、调和分析及数论等有着密切联系,结合方案应用广泛,从早期的纠错码、统计实验设计和积分逼近,到近来的量子信息、网络码、保密学和半正定线性规划等都有应用背景.1973年P.Delsarte在其博士论文中开创性地在结合方案的框架下统一研究纠错码和t-设计,特别地,Delsarte引进了P-多项式和Q-多项式结合方案的概念,这两类方案分别成为他研究设计理论和编码理论的框架,代数组合学领域的权威E.Bannai在上世纪80年代提出了P-多项式和Q-多项式方案的分类问题,成为代数组合的一个核心研究课题.Bannai和T.Ito于1984年出版了结合方案理论的经典专著,总结、规划了这个分支的研究方向.其中,P-多项式方案(特别是有着Q-多项式结构的P-多项式方案)因其具有自然的图结构(即距离正则图,cf.[3,§3.1,命题1.1])而具有重要的意义。 距离正则图是1970年左右N.L.Biggs提出来的,它是距离传递图的组合推广。距离正则图的研究是代数组合的最活跃领域,推动着该学科的发展,同时还促进了其他学科(如正交多项式理论)的发展.A.E.Brouwer,A.M.Cohen和A.Neumaier的专著汇集了距离正则图截止到1989年的研究成果,被誉为距离正则图的百科全书。 为了解决P-与Q-多项式方案的分类问题,P.Terwilliger在上世纪90年代引进了次成分代数(Terwilliger代数).这个代数比Bose-Mesner代数包含更多的组合信息,近年来,Terwilliger与Ito等合作者取得一系列重要成果,尤其是Terwilliger代数的不可约表示与量子群的表示理论的联系,下面我们列出一些与Terwilliger代数有关的研究.Bannai和A.Munemasa研究了群方案的Terwilliger代数,他们给出了这个代数维数的界.在文献中,M.Tomiyama和N.Yamazaki给出了强正则图的Terwilliger代数的维数.P.Balmaceda和M.Oura继续了Bannai和Munemasa的研究,确定了由S5和A5决定的群方案的Terwilliger代数的结构.J.S.Caughman等人研究了二部和几乎二部的P-多项式和Q-多项式结合方案,证明了任何不可约T-模W都是薄的和对偶薄的,并给出了W的两组基,证明了W作为T-模的同构类是由W的端点和直径决定的.B.Collins研究了一个几乎二部距离正则图与它的相反2-覆盖,给出了这两个图的Terwilliger代数和它们的模结构之间的关系.B。Curtin在文献中考虑了一个2齐次的二部距离正则图,给出了这个图的Terwilliger代数的三组生成元,并描述了它的模结构.J,Go详细地描述了超立方体H(d,2)的Terwilliger代数的不可约模.F.Levstein等人在文献中考虑了Hamming方案,证明了Hamming方案H(d,q)的Terwilliger代数可以表示为H(1,q)的Terwilliger代数的对称d-张量积.他们也考虑了Johnson方案J(n,d),给出了当参数满足3d≤n时Terwilliger代数的具体形式.Go和Terwilliger在中研究紧的距离正则图,他们用Terwilliger代数的工具给出了一个距离正则图是紧的等价条件.Terwilliger考虑一个距离正则图的端点为1的薄模,他给出了这个模的两组基,证明了每一组基在Hermite内积定义下都是正交的,并且计算了这个模的维数.还有一些文章考虑结合方案积的Terwilliger代数.例如文献考虑了Doob方案,它是一些Shrikhande图和一些完全图K4的直积;文献研究了一个类的结合方案的圈积;文献将中的结果进行了推广,考虑了一般的结合方案的直积和圈积.但是一般来说,要确定一个图的Terwilliger代数的结构是很难的。 本文考虑高度正则图的Terwilliger代数,主要研究了距离双正则图和弱距离正则有向图,并计算了一些特殊的距离双正则图和距离正则图的Terwilliger代数。 下面我们简要地介绍一下距离正则图,距离双正则图,弱距离正则有向图和Terwilliger代数。 设图T=(X,R).连接两个顶点X和y的最短路的长度叫做点x与y之间的距离用a(x,y)表示.固定x∈X,我们称D(x)=max{a(x,y)|y∈X}为相对于x的直径,称D=max{D(x)|x∈X为图T的直径.定义: Ti(x)={y∈X|a(x,y)=i},i=0,…,D(x)。 对于y∈Ti(x),定义: ci(x)=|Ti-1(x)∩T1(y)|。 ai(x)=|Ti(x)∩T1(y)|。 bi(x)=|Ti+1(x)∩T1(y)|。 其中T-1(x)=TD(x)+1(x)=0.若F是二部图,并且Ci(x),ai(x)和bi(x)只与i以及点x属于哪一部分有关,则T称为距离双正则图;如果只要y∈Ti(x),数ci=ci(x),ai=ai(x)和bi=bi(x)就都是常数,那么T称为距离正则图。设图Ti的顶点集合是T的顶点集合,边集是T中距离为i的点对做成的集合,则图Ti叫做T的距离-i图.若T是二部图,那么T2就由两部分组成,这两部分叫做T的二分之一图,文献中命题4证明了如果T是距离双正则图,则它的二分之一图是距离正则图。 设Ω是一个n元集合,(Ωi)表示Q的所有i元子集组成的集合.Johnson,图J(n,m)的顶点集合为(Ωm),两个顶点相邻当且仅当它们的交是m-l元子集.设|Ω|=2m+1。奇图Om+1的顶点集合为(Ω1m),两个顶点相邻当且仅当它们不交.Johnson图和奇图都是距离正则图中经典的图,且Om+1是J(2m+1,m)的距离-m图.Johnson几何的关联图J(n,m,m+1)是一个二部图,它的二部划分为(Ωm)∪(Ωm+1),项点y∈(Ωm)与z∈(Ωm+1)相邻当且仅当y()z.我们知道J(n,m,m+1)是距离双正则图(cf.[8]),它的二分之一图是Johnson图J(n,m)和J(n,m+1)。 定义Ei*=Ei*(x)为Matx(C)中的对角矩阵,其中Ei*的yy-元为(Ei)yy=1,若y∈Ti(x),0,其他下面我们给出Terwilliger代数的一些基本概念.设T=T(x)是由邻接矩阵A和E0*,E1*,…,ED(x)生的Matx(C)的子代数,则T称为T的相对于x的Terwilliger代数.设V=CX是复数域C上的列向量空间,V中向量的坐标由X中的元素标记.一个T-模即为V的一个子空间W,满足TW()W.如果一个菲零的T-模不包含非零的真T-子模,则W称为不可约T-模.若一个不可约T-模W满足对所有的i都有dimEi*W≤1,则W称为薄的.图T称为相对于x是薄的如果每一个T(x)-模都是薄的;称为薄的如果T相对于每一个顶点都是薄的。 设T=(X,R)是一个联通的有向图,我们给出两种弱距离正则有向图的定义: (i)设T=(X,R)是一个连通的有向图。 对T中任意两个顶点x,y,定义: a(x,y)=(a(x,y),a(y,x))。 如果对于任意两个满足a(u,v)=h的顶点u和v,Pi,jh(x)=|{w∈X|a(u,w)=ianda(w,v)=j}|仅与x,i,j,h有关,则T称为相对于x是弱距离正则的.若T相对于所有的顶点都是弱距离正则的,则T称为弱距离正则有向图。 (ⅱ)设T=(X,R)是一个联通的有向图,若对于满足a(u,v)=h的任意两个顶点u,v∈X,pijh(x)=|w∈X|a(u,w)=i,a(w,v)=j|仅与x,i,j,和h有关,则r称为相对于x是弱距离正则的.若T相对于所有的顶点都是弱距离正则的,则T称为弱距离正则有向图。 下面我们列出这篇文章的框架。 第一章我们介绍了本文的研究背景,给出了一些基本的概念和符号以及本文的主要结论。 在第二章中我们研究距离双正则图和它的二分之一图,给出了这两个图的Ter-williger代数模结构之间的关系,特别地,我们考虑了完全二部图,并计算了这个图Terwilliger代数的维数。 在第三章中我们确定了当n≥3m时Johnson几何的关联图J(n,m,m+1)的Terwilliger代数,给出了这个代数的两组基,计算了它的维数,并证明了J(n,m,m+1)是薄的。 在第四章中我们确定了奇图Om+1的Terwilliger代数,给出它的一组基,并计算它的维数, 第五章我们考虑有向图的Terwilliger代数,我们研究了两种弱距离正则有向图,并分别给出了一些与距离正则图的Terwilliger代数类似的性质。