解法:多项式方法解决帽集问题(克罗特–列夫–帕赫,埃伦伯格–海斯维克,2016年)
第 2/7 步:把集合视为多项式:多项式方法的词典 通俗地说在域 F3 上,每个元素都满足 t3=t(费马小定理的一个微小实例),因此 F3n 上的任意函数都能唯一地写成每个变量指数不超过 2 的多项式。这把关于子集 A 的纯组合问题转化为关于某个次数的多项式的代数问题,从而为秩、维数等线性代数工具打开了大门。
详细分析埃伦伯格与海斯维克(2017年,开篇引理,推广了克罗特–列夫–帕赫的结果)设 Mn 为变量 x1,…,xn 中每个变量次数至多为 q−1 的单项式集合,Sn 为它们张成的向量空间;将多项式映到其取值表的求值映射 Sn→FqFqn 是一个线性同构,因为两边维数都是 qn。限制到总次数至多为 d,得到维数为 md=dimSn≤d 的子空间 Sn≤d,这个关键量衡量了复杂度有界的多项式有多少。
本步骤中的术语- 单项式空间 Sn≤d
- 由所有满足每个 ei≤q−1 且总次数 ∑ei≤d 的单项式 x1e1⋯xnen 张成的向量空间,维数为 md=dimSn≤d。