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未解决问题,组合数学与离散数学,1930年提出

拉姆齐数 R(5,5) 的精确值

未解决

确定对角拉姆齐数 R(5,5)R(5, 5) 的精确值:即求最小的正整数 nn,使得对完全图 KnK_n 的边进行任意 22-染色都必含一个同色的 K5K_5 副本(等价地,任意 nn 顶点简单图必含规模为 55 的团或规模为 55 的独立集)。

研究前沿 截至2026年

截至2026年,已知最优界为 43≤R(5,5)≤4643 \le R(5, 5) \le 46。下界 4343 来自已知的 656656 个 (5,5,42)(5, 5, 42)-图(由 328328 对原图及其补图组成);由于长期的大规模启发式搜索始终未能找到任何 (5,5,43)(5, 5, 43)-图,麦凯与拉季绍夫斯基猜想 R(5,5)=43R(5, 5) = 43。上界 R(5,5)≤46R(5, 5) \le 46 由安格尔特维特与麦凯(2024年预印本)给出,他们将边、三角形与四元子图密度上的线性规划同 (4,5,k)(4, 5, k)-子图的大规模并行扩展相结合。

已知最佳结果

  • 精确值满足 43≤R(5,5)≤4643 \le R(5, 5) \le 46(下界由埃克苏于1989年给出,上界由安格尔特维特与麦凯于2024年预印本给出)。
  • 互不同构的 (4,5,24)(4, 5, 24)-图恰好有 350,904350,904 个,它们的邻域拼接约束强烈限制了任何可能存在的 n≥43n \ge 43 的 (5,5,n)(5, 5, n)-图。

使用的方法及其局限

方法取得的结果局限所在
子图密度线性规划与邻域扩展法(麦凯–拉季绍夫斯基、安格尔特维特–麦凯)利用 (5,5,n)(5, 5, n)-图中任意顶点的邻域与非邻域必须分别为 (4,5,d)(4, 5, d)-图与 (5,4,n−1−d)(5, 4, n - 1 - d)-图这一性质,依次排除了 n=49,48,47n = 49, 48, 47。当 nn 逼近 4343 时,顶点度数 dd 落入 19≤d≤2219 \le d \le 22 区间,此时 (4,5,d)(4, 5, d)-图的同构类数量急剧膨胀至数万亿量级。

尚未解决的问题

  • 是否如麦凯与拉季绍夫斯基所猜想的那样有 R(5,5)=43R(5, 5) = 43?
  • 已知的 656656 个 (5,5,42)(5, 5, 42)-图是否已经穷尽了所有避免同色 K5K_5 的 4242 顶点极值图?

参考文献

  1. Geoffrey Exoo (1989). A lower bound for r(5, 5) · DOI:10.1002/jgt.3190130113
  2. Brendan D. McKay, Stanisław P. Radziszowski (1997). Subgraph counting identities and Ramsey numbers · DOI:10.1006/jctb.1996.1741
  3. Vigleik Angeltveit, Brendan D. McKay (2024). R(5,5) <= 46 · arXiv:2409.15709 [预印本,未经同行评审]