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未解決問題、組合せ論と離散数学、1977年に提起

エルデシュ・ハイナル予想

未解決エルデシュ

任意の有限グラフ HH に対して定数 δH>0\delta_H > 0 が存在し、HH を誘導部分グラフとして含まない任意の nn 頂点グラフ GG は、少なくとも nδHn^{\delta_H} の多項式サイズのクリークまたは独立集合をもつ。

研究の最前線 2026年時点

2026年現在、エルデシュ・ハイナル予想は 66 頂点以上の一般の禁止グラフ HH(P6P_6 や C6C_6 など)に対して未解決である。任意の HH に対する HH-フリーな nn 頂点グラフの最大同質集合の最良の一般下界は 2cHlog⁡nlog⁡log⁡n2^{c_H \sqrt{\log n \log\log n}}(ブチッチ、グエン、スコット、シーモア、2023年)である。構造的側面では、グエン、スコット、シーモアによる一連の論文 Induced subgraph density によって P5P_5-フリーグラフに対する予想が解決されて 55 頂点以下のすべてのグラフが完結し、さらに有界VC次元の遺伝的グラフクラスが多項式エルデシュ・ハイナル性質を満たすことが証明された。

既知の最良の結果

  • すべてのグラフ HH に対し、任意の HH-フリーな nn 頂点グラフはサイズ少なくとも 2cHlog⁡nlog⁡log⁡n2^{c_H \sqrt{\log n \log\log n}} のクリークまたは独立集合をもつ(ブチッチ、グエン、スコット、シーモア、2023年)。
  • 完全な多項式予想は ∣V(H)∣≤5|V(H)| \le 5 のすべてのグラフ HH(2021年のチュドノフスキー・スコット・シーモア・シュピルクルによる C5C_5 と2023年のグエン・スコット・シーモアによる P5P_5 で完結)およびそれらから頂点代入で得られるすべてのグラフについて成り立つ。

使われた手法と限界

手法達成したこと限界
レドルの定理と反復密度増分・ブロッケード分解レドルの定理(HH-フリーグラフが線形サイズの ε\varepsilon-制限部分集合を含むこと)と平衡ブロッケード構造を組み合わせて、2cHlog⁡nlog⁡log⁡n2^{c_H \sqrt{\log n \log\log n}} の下界を証明し、P5P_5 および有界VC次元の場合を解決した。閉包のVC次元が非有界となり得る一般の HH では、多項式スケールでの構造的分割を維持できない限り、密度増分の各段階で頂点集合が準多項式因子ずつ縮小してしまう。

未解決の問い

  • エルデシュ・ハイナル予想は P6P_6-フリーグラフおよび C6C_6-フリーグラフに対して成り立つか。
  • 任意の HH に対する一般下界を 2cHlog⁡nlog⁡log⁡n2^{c_H \sqrt{\log n \log\log n}} から、ある α>1/2\alpha > 1/2 に対する 2cH(log⁡n)α2^{c_H (\log n)^\alpha} へと改良できるか。

参考文献

  1. Paul Erdős, András Hajnal (1989). Ramsey-type theorems · DOI:10.1016/0166-218X(89)90045-0
  2. Maria Chudnovsky (2014). The Erdős–Hajnal conjecture—a survey · DOI:10.1002/jgt.21730
  3. Matija Bucić, Tung Nguyen, Alex Scott, Paul Seymour (2024). Induced subgraph density. I. A loglog step towards Erdős–Hajnal · DOI:10.1093/imrn/rnae066 · arXiv:2301.10147
  4. Tung Nguyen, Alex Scott, Paul Seymour (2023). Induced subgraph density. VII. The five-vertex path · arXiv:2312.15333 [プレプリント・未査読]