On the spectral characterization of the p-sun and the (p,q)-double sun L. Emilio Allem, Lucas G.M. da Silveira e Vilmar Trevisan

In 1973 Schwenk [7] proved that almost every tree has a cospectral mate. Inspired by Schwenk's result, in this paper we study the spectrum of two families of trees. The p-sun of order is a star with an edge attached to each pendant vertex, which we show to be determined by its spectrum among connected graphs. The -double sun of order is the union of a p-sun and a q-sun by adding an edge between their central vertices. We determine when the -double sun has a cospectral mate and when it is determined by its spectrum among connected graphs. Our method is based on the fact that these trees have few distinct eigenvalues and we are able to take advantage of their nullity to shorten the list of candidates

A spectral clustering approach for the evolution of the COVID-19 pandemic in the state of Rio Grande do Sul, Brazil

The aim of this paper is to analyse the evolution of the COVID-19 pandemic in Rio Grande do Sul by applying graph-theoretical tools, particularly spectral clustering techniques, on weighted graphs defined on the set of 167 municipalities in the state with population 10,000 or more, which are based on data provided by government agencies and other sources. To respond to this outbreak, the state has adopted a system by which pre-determined regions are assigned flags on a weekly basis, and different measures go into effect according to the flag assigned. Our results suggest that considering a flexible approach to the regions themselves might be a useful additional tool to give more leeway to cities with lower incidence rates, while keeping the focus on public safety. Moreover, simulations show that the combination of pendulum migration and isolation data used in this paper leads to a coherent qualitative description of the evolution of the pandemic in Rio Grande do Sul. These simulations also confirm the dampening effect of isolation on the dissemination of the disease

Gallai-Edmonds decomposition of unicyclic graphs from null space

In this paper, we compute the Gallai-Edmonds decomposition of a unicyclic graph G using linear algebraic tools. More precisely, the Gallai-Edmonds decomposition of G is obtained from the null space associated with adjacency matrices of its subtrees

Independence and matching numbers of unicyclic graphs from null space

We characterize unicyclic graphs that are singular using the support of the null space of their pendant trees. From this, we obtain closed formulas for the independence and matching numbers of a unicyclic graph, based on the support of its subtrees. These formulas allows one to compute independence and matching numbers of unicyclic graphs using linear algebra methods

Risk classification in complex networks : the case of COVID-19 in Rio Grande do Sul

Peixoto et al.(2020) apresentaram uma metodologia que utiliza dados oriundos da mobilidade de pessoas para classificar municípios de um estado em três zonas de risco (baixo, médio e alto) em relação a uma doença contagiosa transmissível pelo ar. Os autores aplicaram o modelo para avaliar a exposição dos municípios dos estados de São Paulo e Rio de Janeiro à COVID-19, antes que o vírus estivesse amplamente disseminado. Nosso objetivo neste artigo é avaliar como essa metodologia de classificação de risco se aplica no Rio Grande do Sul e como ela se relacionou com a evolução da COVID-19 no estado. A partir dela, obtivemos uma classificação dos municípios do estado em três grupos de risco. Nessa divisão, com raras exceções, municípios mais próximos de Porto Alegre ficaram classificados como alto risco. A região da serra, do litoral e de alguns municípios no oeste do estado ficaram em um risco médio. Os demais municípios foram classificados com risco baixo. Em comparação com os dados oficiais sobre a disseminação da doença no estado verificamos que o risco atribuído foi coerente com a evolução da COVID-19. De um ponto de vista metodológico, encontramos evidências, via clusterização espectral, que dividir os municípios em três grupos é a melhor escolha para os nossos dados

Decomposição de politopos e aplicações na fatoração de polinômios

A presente dissertação aborda pesquisas recentes sobre dois tópicos distintos da Matemática. Não é a primeira vez que as conexões entre geometria e álgebra são frutíferas, mas é somente agora que as idéias geométricas estão sendo aplicadas efetivamente na fatoração de polinômios, um tema puramente algébrico. Mais especificamente, estudamos a decomposição de politopos e suas aplicações na fatoração de polinômios. Começamos apresentando construções de politopos integralmente indecomponíveis que levam a critérios de irredutibilidade de polinômios. Estudamos detalhadamente algoritmos para a decomposição de politopos, sempre ilustrados com exemplos e comentários sobre suas aplicações. Terminamos apresentando um algoritmo desenvolvido por Fatima Salem, Shuhong Gao e Alan Lauder, que fatora polinômios bivariados a partir da decomposição do seu politopo de Newton associado. Esse algoritmo é um marco nessa área já que traduz, pela primeira vez, de forma eficiente, idéias geométricas para a fatoração polinomial, usando uma técnica similar ao levantamento de Hensel.The present work deals with recent research about two distinct mathematical topics. It is not the first time that connections between geometry and algebra are fruitful, but it is only now that geometric ideas are being applied effectively in polynomial factorization, a purely algebraic theme. More specifically we study the decomposition of polytopes and their applications on polynomial factorization. We begin studying construction of indecomposable polytopes which give many irreducibility criteria polynomial. We study thoroughly algorithms for decomposition of polytopes, always illustrated with examples and comments about their applications. We finish presenting an algorithm developed by Fatima Salem, Shuhong Gao and Alan Lauder for factoring bivariate polynomials from the decomposition of the Newton polytope associated. This algorithm is a mark land in the field since it translate, for the first time, effectivelly, geometric ideas for polynomial factorization using a technic similar to Hensel lifting

Decomposição de politopos e aplicações na fatoração de polinômios

A presente dissertação aborda pesquisas recentes sobre dois tópicos distintos da Matemática. Não é a primeira vez que as conexões entre geometria e álgebra são frutíferas, mas é somente agora que as idéias geométricas estão sendo aplicadas efetivamente na fatoração de polinômios, um tema puramente algébrico. Mais especificamente, estudamos a decomposição de politopos e suas aplicações na fatoração de polinômios. Começamos apresentando construções de politopos integralmente indecomponíveis que levam a critérios de irredutibilidade de polinômios. Estudamos detalhadamente algoritmos para a decomposição de politopos, sempre ilustrados com exemplos e comentários sobre suas aplicações. Terminamos apresentando um algoritmo desenvolvido por Fatima Salem, Shuhong Gao e Alan Lauder, que fatora polinômios bivariados a partir da decomposição do seu politopo de Newton associado. Esse algoritmo é um marco nessa área já que traduz, pela primeira vez, de forma eficiente, idéias geométricas para a fatoração polinomial, usando uma técnica similar ao levantamento de Hensel.The present work deals with recent research about two distinct mathematical topics. It is not the first time that connections between geometry and algebra are fruitful, but it is only now that geometric ideas are being applied effectively in polynomial factorization, a purely algebraic theme. More specifically we study the decomposition of polytopes and their applications on polynomial factorization. We begin studying construction of indecomposable polytopes which give many irreducibility criteria polynomial. We study thoroughly algorithms for decomposition of polytopes, always illustrated with examples and comments about their applications. We finish presenting an algorithm developed by Fatima Salem, Shuhong Gao and Alan Lauder for factoring bivariate polynomials from the decomposition of the Newton polytope associated. This algorithm is a mark land in the field since it translate, for the first time, effectivelly, geometric ideas for polynomial factorization using a technic similar to Hensel lifting