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解法: 反復吸収法によるKang–Kelly–Kühn–Methuku–Osthusの漸近的証明(2021年)

ステップ 3/8: ウォームアップ:ランダムな頂点吸収体で n+1n+1 色に到達する
ざっくり言うと

まず、すべての超辺のサイズが有界(例えば高々 rr 頂点)であるという易しい場合に注目する。これは H\mathcal{H} の大部分をサイズ 22 の辺からなる通常のグラフ GG に変える。アイデアは、GG の辺の半分をランダムに柔軟な「予備」として取っておき、それ以外をニブル法で効率的に彩色し、その後、予備を使って、ニブル法だけでは完璧に覆えなかったごく少数の頂点(特に nn に近い非常に高い次数を持つもの)を修復することである。

χ′(H)≤n+1\chi'(\mathcal{H}) \le n+1
詳しい解説

Kang、Kelly、Kuhn、Methuku、Osthus(2023年、2.1節)は、辺のサイズが有界 2≤∣e∣≤r2 \le |e| \le r な場合の議論を概説する。GG を H\mathcal{H} のサイズ 22 の辺からなるグラフとする。GG の各辺を確率 1/21/2 で独立にランダムな予備 RR に入れる。高確率ですべての頂点が小さな ξ\xi に対して dR(v)=dG(v)/2±ξnd_R(v) = d_G(v)/2 \pm \xi n を満たすので、Δ(H∖R)≤(1/2+ξ)n\Delta(\mathcal{H}\setminus R) \le (1/2+\xi)n となり、ピッペンジャー・スペンサーの定理により χ′(H∖R)≤(1/2+γ)n\chi'(\mathcal{H}\setminus R) \le (1/2+\gamma)n が得られる。レードルのニブル法を H∖R\mathcal{H}\setminus R に反復適用して、ほぼ全次数の頂点集合 UU を「ほぼ完璧に」覆う大きなマッチングを構築し、各マッチングが見逃す(高々1つの)頂点を RR の辺で修復する。残ったわずかな未彩色の辺は、これまでに使った色集合 CC に対し最大次数が高々 n−∣C∣n-|C| なので、ヴィジングの定理により χ′(H∖H′)≤Δ(H∖H′)+1\chi'(\mathcal{H}\setminus\mathcal{H}') \le \Delta(\mathcal{H}\setminus\mathcal{H}')+1 が得られ、合わせて χ′(H)≤n+1\chi'(\mathcal{H}) \le n+1 となる。

このステップの用語
ヴィジングの定理
最大次数 Δ\Delta の任意の通常グラフ GG について、彩色指数は高々 Δ+1\Delta+1 である。ここでは小さな残りグラフに対する安価な最終パッチとして使われる。
頂点吸収体
後で、以前のランダムな構成が完璧に扱えなかった少数の頂点を修復するために使えるよう、あらかじめ取っておいたランダムな辺の集合(ここでは予備 RR)のこと。
このステップで使う知識