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リンゲルの予想(優美な分解)

解決済み、2020年組合せ論と離散数学
問題の内容

すべての正の整数 nn と nn 本の辺をもつ任意の木 TT に対し、完全グラフ K2n+1K_{2n+1} は、それぞれ TT に同型で辺を共有しない 2n+12n+1 個の部分グラフへと分解できる。

リチャード・モンゴメリー、アレクセイ・ポクロフスキー、ベニー・スダコフは2020年1月に証明を発表し(2021年に Geometric and Functional Analysis に掲載)、十分大きなすべての nn に対してリンゲルの予想を確立した。彼らの証明は、高次数頂点の決定論的埋め込み、統計的独立性を保つランダム埋め込み、および分配的吸収法を組み合わせることで、K2n+1K_{2n+1} の自然距離辺彩色の中に nn 辺の任意の木 TT の虹色コピー(その 2n+12n+1 回の巡回シフトが K2n+1K_{2n+1} を分解する)を見いだすものである。これにより、より強いリンゲル・コツィグの優美な木予想を解決することなく、リンゲルの予想が漸近的に解決された。

すべての木は頂点を {0,1,…,n}\{0, 1, \dots, n\} へ単射的にラベル付けして辺の差の集合を {1,2,…,n}\{1, 2, \dots, n\} にできるというリンゲル・コツィグの優美な木予想は、大きな nn に対するリンゲルの分解予想が解決された現在も未解決である。関連する一般化として、任意の nn 辺の木は任意の 2n2n-正則グラフを分解するというグラハムとヘッグクヴィストの予想がある。

参考文献

  1. Richard Montgomery, Alexey Pokrovskiy, Benny Sudakov (2021). A proof of Ringel's conjecture · DOI:10.1007/s00039-021-00576-2 · arXiv:2001.02665
  2. Alexander Rosa (1967). On certain valuations of the vertices of a graph