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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 5/8: サイズによる辺の層別化:大・中・小
ざっくり言うと

一般の線形超グラフ H\mathcal{H} では、超辺は 22 から nn までの任意のサイズを取りうる:射影平面はサイズ n\sqrt{n} 程度の辺を持ち、ニアペンシルはサイズ n−1n-1 の巨大な辺を1つ持つ。2つの巨大な辺はほぼ常に共有頂点で衝突するのに対し、小さな辺はめったに衝突しないため、すべてのスケールで機能する単一の彩色道具は存在しない。

そこで著者らは H\mathcal{H} をサイズ領域——非常に大きな辺、射影平面スケール n\sqrt{n} 付近の辺、中程度の辺、有界サイズの小さな辺——に切り分け、最も大きいものから小さいものへと順に彩色することで、nn 色すべてがまだ使えるうちに最も難しい衝突を先に解消する。

H=Hsmall∪Hmed∪Hlarge,χ′(L(Hmed))=O(Δ/log⁡Δ)\mathcal{H} = \mathcal{H}_{\text{small}} \cup \mathcal{H}_{\text{med}} \cup \mathcal{H}_{\text{large}}, \quad \chi'(L(\mathcal{H}_{\text{med}})) = O(\Delta / \log \Delta)
詳しい解説

Kang、Kelly、Kuhn、Methuku、Osthus (2023, 2.2節と5節) は辺を大きさで分け、難しい大きな辺の配置を別々に扱う。線形性は n\sqrt{n} より大きい辺の任意の二つが交わることを意味しない。むしろ、そのような辺で互いに素なものの数を n\sqrt{n} 以下に抑える。証明は、特に有限射影平面の尺度 (1±δ)n(1 \pm\delta)\sqrt{n} に近い、互いに多く交わる大辺の配置を取り出し、その構造と安定性を用いて交わる辺を異なる色で彩色する。

このステップの用語
線グラフ L(H)L(\mathcal{H})
H\mathcal{H} の超辺を頂点とし、2つの超辺が H\mathcal{H} で頂点を共有するときに L(H)L(\mathcal{H}) の辺で結ばれる通常のグラフ。H\mathcal{H} の辺彩色は L(H)L(\mathcal{H}) の頂点彩色と同じである。
局所的に疎なグラフ
最大次数 Δ\Delta のグラフで、各頂点の近傍が比較的少数の辺しか張らないもの。ヨハンソン型の定理は、このようなグラフが自明な Δ+1\Delta + 1 よりはるかに少ない O(Δ/log⁡Δ)O(\Delta / \log \Delta) 色で彩色できることを示す。
このステップで使う知識