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定理証明済み

ラムゼー数に対するエルデシュ=セケレシュの上界

内容

すべての整数 s,t≥2s, t \ge 2 に対してラムゼー数 R(s,t)R(s, t) は有限であり、R(s,t)≤R(s−1,t)+R(s,t−1)R(s, t) \le R(s - 1, t) + R(s, t - 1) を満たす。特に R(s,t)≤(s+t−2s−1)R(s, t) \le \binom{s + t - 2}{s - 1} が成り立つ。

なぜ正しいのか?

頂点 vv を固定すると、その赤近傍が十分大きくて赤の Ks−1K_{s-1} または青の KtK_t を含むか、さもなくば青近傍が十分大きくて赤の KsK_s または青の Kt−1K_{t-1} を含む。

証明の概略

**ステップ1(vv の近傍の鳩の巣分割)。** N=R(s−1,t)+R(s,t−1)N = R(s - 1, t) + R(s, t - 1) とおき、頂点 v∈V(KN)v \in V(K_N) を固定する。残りの N−1N - 1 頂点を VRV_R(vv への赤辺)と VBV_B(vv への青辺)に分ける。∣VR∣+∣VB∣=R(s−1,t)+R(s,t−1)−1|V_R| + |V_B| = R(s - 1, t) + R(s, t - 1) - 1 なので、∣VR∣≥R(s−1,t)|V_R| \ge R(s - 1, t) または ∣VB∣≥R(s,t−1)|V_B| \ge R(s, t - 1) が成り立つ。

ステップ2(帰納的結論)。 ∣VR∣≥R(s−1,t)|V_R| \ge R(s - 1, t) ならば、VRV_R 上の部分グラフは青の KtK_t、または vv と合わせて赤の KsK_s をなす赤の Ks−1K_{s-1} を含む。VBV_B についても対称的に成り立つ。

ステップ3(帰納法による二項係数上界)。 基底 R(2,t)=tR(2, t) = t と R(s,2)=sR(s, 2) = s は (t1)\binom{t}{1} と (ss−1)\binom{s}{s-1} に一致する。s,t≥3s, t \ge 3 のときパスカルの恒等式により R(s,t)≤(s+t−3s−2)+(s+t−3s−1)=(s+t−2s−1)R(s, t) \le \binom{s + t - 3}{s - 2} + \binom{s + t - 3}{s - 1} = \binom{s + t - 2}{s - 1} となる。

この定理を使うトピック

ステップごとの証明

この定理のステップごとの証明はまだありません。

参考文献

  1. Marcelo Campos, Simon Griffiths, Robert Morris, Julian Sahasrabudhe (2023). An exponential improvement for diagonal Ramsey · arXiv:2303.09521
  2. Sam Mattheus, Jacques Verstraëte (2024). The asymptotics of r(4,t) · DOI:10.4007/annals.2024.199.2.8
  3. Ronald L. Graham, Bruce L. Rothschild, Joel H. Spencer (1990). Ramsey Theory (2nd ed.)