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解法: レインボー木によるリンゲル予想の証明(2020年)

ステップ 8/8: 論理を閉じる:リンゲル予想は大きい nn で成り立つ
ざっくり言うと

定理2.1が確立されると、ステップ2からの最初のアイデア——コツィヒの巡回シフトの技——が一行で証明全体を仕上げる:保証された TT の虹色コピーを取り、円周上の 2n+12n+1 個の位置の周りで回転させると、2n+12n+1 個の回転コピーが自動的に K2n+1K_{2n+1} のすべての辺をちょうど1回ずつ使う。木と完全グラフに関する古く優雅な予想として始まったものが、純粋に組合せ論的な彩色の技と、その1つの本質的な虹色コピーが常に存在することを保証するために構築された重厚な現代の機構(ランダム化埋め込みと吸収)を組み合わせることで解決される。

K2n+1 decomposes into 2n+1 edge-disjoint copies of any tree T with n edgesK_{2n+1} \text{ decomposes into } 2n+1 \text{ edge-disjoint copies of any tree } T \text{ with } n \text{ edges}
詳しい解説

定理2.1(ステップ7)とコツィヒの巡回シフトの観察(ステップ2)を組み合わせる:十分大きい nn に対し、ND彩色された K2n+1K_{2n+1} は与えられた任意の nn 本の辺を持つ木 TT の虹色コピー T^\hat{T} を含み、その 2n+12n+1 回の巡回シフト T^0,…,T^2n\hat{T}_0,\ldots,\hat{T}_{2n} は互いに辺素であり(シフトは辺を同じ色の別の辺へ写すだけで、T^\hat{T} は各色を1回使うため)、合わせて K2n+1K_{2n+1} の n(2n+1)n(2n+1) 本の辺すべてを覆う。これは定理1.2を証明する:十分大きいすべての nn に対し K2n+1K_{2n+1} は TT の 2n+12n+1 個のコピーに分解でき、リンゲルの1963年の予想を確認する。同じ議論は同時に、ND彩色における虹色コピーに関するコツィヒの関連予想も証明し、それまでのすべてのアプローチを制限していた次数有界の制約なしに、完全グラフを任意次数の全域規模の部分グラフに分解する初の結果を与える。

このステップで使う知識