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第4問

SS を、1≤a<b≤n1\le a<b\le n を満たす正整数の組 (a,b)(a,b) を mm 個含む集合とする。(a,b),(a,c)(a,b),(a,c)、および (b,c)(b,c) が SS に属する三つ組 (a,b,c)(a,b,c) が少なくとも m(4m−n2)3n\dfrac{m(4m-n^2)}{3n} 個あることを示せ。
ステップ 2/5: 各辺の共通隣接点を下から評価する
∣Di∩Dj∣≥di+dj−n((i,j)∈S)|D_i\cap D_j|\ge d_i+d_j-n\qquad((i,j)\in S)
詳しい解説

辺 (i,j)(i,j) に対し、Di∩DjD_i\cap D_j の頂点は i,ji,j と良い三つ組を作る。二つの隣接集合は nn 頂点内にあるので、包除原理から ∣Di∩Dj∣=di+dj−∣Di∪Dj∣≥di+dj−n|D_i\cap D_j|=d_i+d_j-|D_i\cup D_j|\ge d_i+d_j-n。