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Cayley图由A.Cayley在1878年提出,当时是为了解释群的生成元和定义关系,但由于它构造的简单性,高度的对称性和品种的多样性,越来越受到图论学者的重视,成为群与图的一个重要的研究领域。阿贝尔群上的Cayley图是代数图论中一个重要的研究课题,已经受到许多学者的关注。比如,著名代数图论专家Ivanov和Praeger分类了仿射群上的本原和二部本原2-弧传递Cayley图,见[9];图论专家Alspach,Conder,Marusic和徐明曜完全分类了循环群上的2-弧传递Caley图,见[1]。最近,阿贝尔群上的2-弧传递Cayley图被完全作了刻画,见[19].本文将在这些工作的此基础上,对阿贝尔群上的局部本原Cayley图进行研究。
设τ是—个有限图,X是图τ的全自同构群Autτ的—个子群,如果X在图τ的点集上传递,且对于Vτ任意一点α,点稳定子群Xα在α的邻域τ(α)上本原,则称图τ关于X是局部本原的。容易知道,s-弧传递图(s≥2)一定是局部本原的,因此,本文的工作是对文章[9],[1],[19]的推广。
设τ是阿贝尔群G上的无向连通的X-局部本原Cayley图,其中G≤X ≤Autτ.本文的研究策略如下:
①我们将首先研究X在Vτ上拟本原和二部拟本原的情形,这种情形的研究将依赖于C.H.Li的著名工作:包含阿贝尔正则子群的本原群的完全分类,见文章[15]。②若X在Vτ上不是拟本原和二部拟本原的情形,取N为X的极大正规子群使得N在Vτ上至少有三个轨道。由Praeger的著名结果,τ为正规商图τN的正规覆盖,τN为G/N上的X/N-局部本原Cayley图,且X/N在VτN上拟本原或二部拟本原,从而归约为情形①.在我们的研究中,用到了置换群和代数图论的若干深刻的结果,并将Schur乘子创造性地、深刻地运用于正规商图的正规覆盖的研究中。
本文完全分类了阿贝尔群上的局部本原Cayley图,所得的主要定理如下:
设τ是一个阿贝尔群上的连通的局部本原Cayley图,且图的度数大于或等于3,则下述之一成立:(1)τ=Kb=n,Kn,n或Kn×…×Kn;(2)τ为Kn×…×Kn的标准双覆盖;
(3)τ为初等阿贝尔2-群或亚阿贝尔2-群的正规或者二部正规Cayley图。