解法: フランクル–ウィルソンの定理によるカーン=カライのボルスク予想の反証
ざっくり言うと
デイヴィッド・ラーマンは近道に気づいた:座標がすべて か である ベクトルのうち、 の個数がすべて同じであるものだけに注目すれば、任意の二点間の距離は、それらがいくつの座標を共有しているかによって完全に決まる——微積分や連続的な幾何学は一切必要なく、有限集合同士の重なりを数えるだけでよい。これにより、ボルスクの幾何学的分割問題は、集合の族とその交わりの大きさをどう制御できるかという、純粋に組合せ論的なパズルへと変わる。
詳しい解説
ベクトル を、 が である座標の集合 と同一視する。そのような二つのベクトル がどちらもちょうど 個の1を持つ(サイズ の集合 に対応する)場合、 である:距離の二乗は重なり が大きくなるにつれてちょうど縮小し、 ができるだけ小さいときにちょうど最大となる。したがって の -部分集合のうち、最大(直径を実現する)距離にあるペアとは、まさに交わりが最小のペアである。
ラーマンは、定数重みの ベクトルの有限集合に制限したボルスクの予想が、明快な組合せ論的主張に帰着することに気づいた: を の -部分集合の族で、任意の二つのメンバーがちょうど 個の要素を共有する(したがって は非自明なペア距離を一つしか持たず、それが直径を実現する)ものとするとき、各部分内では任意の二つのメンバーが少なくとも 個の要素を共有する(すなわち真に小さい距離にある)ように、 を常に 個の部分に分割できるか?この純粋に有限な問いに対する反例—— 個をはるかに超える部分を証明可能に必要とする族 ——こそが、カーンとカライがこの後構成するものであり、しかも一定交わりという最も明快な形の仮定すら必要としない。
- 定数重みの ベクトル
- の点で、その である座標を通じて の部分集合とみなされるもの。「定数重み 」とは、考えているすべてのベクトルがちょうど 個の1を持つこと、すなわち 要素の部分集合に対応することを意味する。