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解法: 多項式法によるキャップ集合問題の解決(クロート=レフ=パック、エレンバーグ=ハイスヴァイト、2016年)

ステップ 4/7: キャップ集合を消える多項式の言葉に翻訳する
ざっくり言うと

キャップ集合の条件は、実は命題2の特殊な場合が姿を変えたものである。α=β=γ=1\alpha=\beta=\gamma=1 と置く(これは確かに F3\mathbb{F}_3 で 00 に和が等しい)と、補題の仮定はまさに次のようになる:AA の3点の和がゼロになるのは、それらがすべて等しい場合に限る──これがまさにキャップ集合の定義である。

a+b∉−A for all a≠b∈Aa+b \notin -A \text{ for all } a \ne b \in A
詳しい解説

エレンバーグとハイスヴァイト(2017年、定理4と系5)は命題2を α=β=γ=1\alpha=\beta=\gamma=1 に特殊化する(これは確かに α+β+γ=0\alpha+\beta+\gamma=0 を満たす)。AA 内で a1+a2+a3=0a_1+a_2+a_3=0 の非自明な解を持たない集合 AA とは:a1,a2∈Aa_1,a_2 \in A に対し、解 a3=−a1−a2a_3 = -a_1-a_2 が AA 内に存在するのは a1=a2=a3a_1=a_2=a_3 の場合に限られることを意味する。したがって、−A-A の外側で至る所消える任意の多項式 PP について、命題2の仮定 P(a+b)=0P(a+b)=0 は a≠b∈Aa \ne b \in A で自動的に満たされる。なぜなら、このとき a+ba+b は −A-A の外側にあるからである:これがまさに a+b∉−A for all a≠b∈Aa+b \notin -A \text{ for all } a \ne b \in A。