Bài toán mở, Hình học, nêu năm 1694
Bài toán số tiếp xúc (kissing number)
Giải một phần
Với mỗi số chiều , xác định số tiếp xúc : số lượng tối đa các hình cầu đơn vị đôi một không chồng lấn trong không gian Euclid có thể đồng thời tiếp xúc với một hình cầu đơn vị ở tâm.
Tính đến năm 2026, số tiếp xúc chính xác mới chỉ được xác định ở sáu số chiều: , , (Schütte–van der Waerden, 1953), (Musin, 2003/2008), và (Odlyzko–Sloane và Levenshtein, 1979). Ngay ở chiều , bài toán vẫn còn mở với (trong đó đạt được bởi mạng nghiệm ), và ở chiều với (trong đó đạt được bởi ). Khi , cận dưới tiệm cận tốt nhất là (Jenssen, Joos và Perkins, 2018), còn cận trên tiệm cận tốt nhất vẫn là cận Kabatiansky–Levenshtein năm 1978: .
Kết quả tốt nhất đã biết
- Giá trị chính xác đã được chứng minh ở các số chiều : , , , , và .
- Ở các chiều , các cận quy hoạch nửa xác định và cấu trúc mạng cho , và (Bachoc–Vallentin 2008; Mittelmann–Vallentin 2010; Machado–de Oliveira Filho 2018).
Công cụ và chỗ dừng
| Công cụ | Đạt được | Chỗ dừng |
|---|---|---|
| Cận quy hoạch tuyến tính Delsarte và mở rộng của Musin | Sử dụng khai triển xác định dương theo đa thức Gegenbauer (siêu cầu) để chứng minh tính tối ưu chính xác của mạng (), mạng Leech () và đa bào -cell (). | Các bất đẳng thức tương quan hai điểm không thể phân biệt các phân bố khoảng cách đôi một không thể hiện thực hóa được ở các chiều như , để lại khoảng cách vài quả cầu phía trên các mạng tốt nhất. |
| Phân cấp quy hoạch nửa xác định đa điểm (Bachoc–Vallentin, Lasserre) | Đưa thêm các ràng buộc hàm điều hòa cầu ba điểm và bốn điểm để hạ thấp cận trên ở khắp các chiều . | Kích thước ma trận và bậc đa thức tăng rất nhanh theo và theo bậc phân cấp, bị chững lại trước khi chạm mốc ở chiều . |
Câu hỏi còn mở
- Liệu số tiếp xúc trong không gian năm chiều có bằng đúng , giá trị đạt được bởi mạng nghiệm hay không?
- Tốc độ tăng hàm mũ thực sự — hiện nằm giữa và — bằng bao nhiêu?
Tài liệu tham khảo
- Oleg R. Musin (2008). The kissing number in four dimensions · DOI:10.4007/annals.2008.168.1 · arXiv:math/0309430
- Andrew M. Odlyzko, Neil J. A. Sloane (1979). New bounds for kissing numbers · DOI:10.1007/978-1-4757-6568-7_19
- Christine Bachoc, Frank Vallentin (2008). New upper bounds for kissing numbers from semidefinite programming · DOI:10.1090/S0894-0347-07-00589-9