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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 5/7 步:维数计数把秩的界转化为规模的界
通俗地说

最后一步,埃伦伯格与海斯维克并非只挑选一个巧妙的多项式 PP——他们考察在 −A-A 之外为零的所有次数为 dd 的多项式所构成的整个空间(只要 AA 大,这个空间就大),再通过第3步的秩界将其压缩,得到一个直接联系 mdm_d、qnq^n 与 ∣A∣|A| 大小的代数不等式。

∣A∣≤3 m(q−1)n/3|A| \le 3\, m_{(q-1)n/3}
详细分析

埃伦伯格与海斯维克(2017年,定理4的证明)设 VV 为 Sn≤dS_n^{\le d} 中在 −A-A 之外处处为零的多项式构成的子空间;由于在 −A-A 之外的 qn−∣A∣q^n-|A| 个点各处取零各是一个线性条件,dim⁡V≥md−(qn−∣A∣)\dim V \ge m_d - (q^n-|A|)。由第4步,每个 P∈VP \in V 都自动满足 α=β=γ=1\alpha=\beta=\gamma=1 下命题2的假设,于是命题2限定了 AA 中能使 P(−a)≠0P(-a) \ne 0 的点数;将其与 VV 的维数计数结合,得到 md−qn+∣A∣≤2md/2m_d - q^n + |A| \le 2m_{d/2},即 ∣A∣≤2md/2+(qn−md)|A| \le 2m_{d/2} + (q^n - m_d)。选取最优的划分 d=2(q−1)n/3d = 2(q-1)n/3,并利用单项式计数 mdm_d 的对称性,即可化简为简洁的界 ∣A∣≤3 m(q−1)n/3|A| \le 3\, m_{(q-1)n/3}。