拉姆西定理的扩展:单色但多样


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作为我之前的问题(由张显治解决)的后续,这是另一种尝试找到拉姆西定理的适当推广。(您无需阅读上一个问题;该帖子是独立的。)


参数:整数 1dkn 被给予,然后 N选择足够大。术语:m-subset是大小的子集 m

B={1,2,...,N}。对于每个k-子集 SB,分配颜色 f(S){0,1}

定义:

  • XB如果是单色的f(S)=f(S) 对所有人 k-子集 SXSX
  • XB如果是多样化的X={x1,x2,...,xn} 这样 xi<xi+1xixi+1 mod d 对所有人 i

例如,如果 d=10, 然后 {12,15,23,32,39} 多样但 {12,15,25,32,39}不是。注意,多样化集合的子集不一定是多样化的。

现在拉姆西定理说,无论我们如何选择 f,有一个单色 n-子集 XB。显然,找到多样化的产品是微不足道的n-子集 XB

问题:是否总是存在多样化和单色的 n-子集 XB


编辑:张显治(Chising-Chih Chang)表明,该索赔是虚假的d但是复合呢 d?在我的应用程序中,我可以自由选择dkn,只要我可以使它们任意大即可。它们可以是素数的幂,素数的乘积或使要求成立的任何必要条件。

Answers:


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首先我要说:这个问题真的很有趣!在这里,我简要描述了我以前的方法失败的原因,正如本元文章中有关错误答案的建议所建议的。

  • 我的第一个尝试是尝试构造与k子集的总集相关的着色,该着色使所有n子集都不单色。引理1仍然可用;但是引理2是错误的,通过观察如果k和d是相关的素数,则一个n-子集{1,3,1,3,} @Jukka建议的模块d中的一个反例。

  • 第二次尝试是对定理的证明。通过计算不同和单色的比率n-子集,我们希望单色的数量将超过非多元的数量。但是@domotorp观察到这是我计算中的一个错误:非多元的比率不会接近零;它收敛到大约n/d,明显大于 R(n,n;k)n

  • 第三种方法返回第一种方法,它表明对于超弱参数集(n>k+d1dk),则该定理是错误的。我们在加法组合中使用了一个著名的引理:EGZ定理。


第四次尝试是由于@domotorp 的回答;这既聪明又鼓舞人心,我将尝试修改他的证明以处理所有参数。但是他的方法仍然很优雅,我完全赞赏这种简单的方法。

多样化的n集包含至少一个k子集,其中至少包含 k1“在mod类之间切换”;确切地说,让X=x1,,xn 成为一个多样化的n-set S=x1,,xk,如果定义了一个开关xixi+1属于不同的mod-d类。我们有k-1个开关用于S

设k个子集 S如果是红色S最多具有k-2个开关;否则它是蓝色的。在上一段中,我们已经有一个蓝色的,现在我们证明n>k+d+1,有一个红色 S 在任何n集中 X。以来n>d,有两个数字 xi,xj 在同一个mod-d类中 jid1; 由于n>k+d+1,至少有k-2个元素 xkXk<i 要么 k>j。我们可以构造一个k子集Sxi 旁边的 xj,最多只能切换k-2次。从而S 是红色的k子集。


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我向MO提出了一个问题,以请求有关循环族的广义EHC中的文献。
张显之张张之之2010年

谢谢,这很有启发性,但是我不确定是否可以扩展为表明复合材料的主张是虚假的 d。例如,如果d=4k 奇怪,然后多样化 X 可能由交替组成的元素组成 1 要么 3d, 和不 k-子集为零 d
Jukka Suomela 2010年

关于实际问题:所有这一切都与证明形式的陈述有关,即“没有确定性的分布式算法可以解决该图问题的次数少于多次通信回合”。拉姆齐理论已在许多情况下成功应用。参见此处的讲座4 。但是有时候我需要比“纯粹的”单色子集更强大的功能。这是一个漫长的故事,并且在这一点上一切都令人尴尬地模糊,但是如果这导致了具体的事情,我当然会在这里写一个详细的解释!
Jukka Suomela 2010年

@Jukka:感谢您的分享想法,我希望您很快能提出一些非常好的建议!至于d是复合的情况,我有一些想法可以处理它们,但还是有些混乱,我会再花几个小时再写下来,以防这些想法崩溃。 ..
张贤治张显之

@Jukka:我在证明中发现了一个奇怪的错误。在引理3中,不应该k 假定小于 |X|,因此小于 d?否则不可能拥有所有xi的与众不同。我将尝试纠正错误。但是目前的证据还不完善...
张显之张显之

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我可能误解了您的问题,但是如果没有,我认为这是错误的。用红色为所有成员均模为全的k集着色,用蓝色为其他k集着色。如果n> kd,则任何n集都必须包含一个k集,其成员均为d模,因此为红色。另一方面,如果k集包含不同n集的两个连续元素,则它为蓝色。


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这很聪明!而且我们只需要n>(k1)d事实上。您的答案排除了几乎所有情况...现在唯一的可能性是n(k1)d,但不要太多。
张显之张张之之2010年
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