WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте

Теория Рамсея — раздел математики, изучающий условия, при которых в произвольно формируемых математических объектах обязан появиться некоторый порядок. Названа в честь Фрэнка Рамсея.

Задачи в теории Рамсея обычно звучат в форме вопроса «сколько элементов должно быть в некотором объекте, чтобы гарантированно выполнялось заданное условие или существовала заданная структура». Простейший пример:

  • Доказать, что в любой группе из 6 человек, найдутся либо три человека, знакомые друг с другом, либо три человека, попарно незнакомые друг с другом.

Классические результаты

Предположим, например, что мы знаем, что кроликов рассажены в клеток. Насколько велико должно быть , чтобы гарантированно в одной из клеток было как минимум 2 кролика? Согласно принципу Дирихле, если , то найдется клетка, в которой будут минимум 2 кролика. Теория Рамсея обобщает этот принцип.

Обзор результатов до 1990 г. дан в работе[1].

Теорема Рамсея

Сам Рамсей доказал следующую теорему:

Пусть даны числа . Тогда существует такое число , что, как бы мы ни покрасили рёбра полного графа на вершинах в цветов, найдётся либо полный подграф 1-го цвета на вершинах, либо полный подграф 2-го цвета на вершинах, … либо полный подграф -го цвета на вершинах.[2]

Она была также обобщена им на случай гиперграфа.

Минимальное число , при котором для заданного набора аргументов существует указанная в теореме раскраска, называется числом Рамсея. Вопрос о значениях чисел Рамсея за небольшим исключением остается открытым.

Теорема ван дер Вардена

Сходна по формулировке, но отличается доказательством теорема ван дер Вардена:

Для всякого набора чисел существует такое число , что, как бы мы ни покрасили первые натуральных чисел в цветов, найдётся либо арифметическая прогрессия 1-го цвета длины , либо арифметическая прогрессия 2-го цвета длины , …, либо арифметическая прогрессия -го цвета длины .[3]

Наименьшее такое число называется числом ван дер Вардена.

Вместо множества натуральных чисел можно рассмотреть решётку , а арифметических прогрессий — фигуры в ней, гомотетичные данной, и утверждение теоремы останется верным (обобщённая теорема ван дер Вардена).

Теорема Хейлса — Джеветта

Для любых чисел и можно найти число такое, что если ячейки -мерного куба со стороной длины раскрашены в цветов, то существует хотя бы одна линия (линией считаются строки, столбцы, некоторые диагонали) из одноцветных ячеек.[4]

Из этой теоремы следует, что при игре в многомерные крестики-нолики при любой длине строки и любом числе игроков можно найти такое число измерений, что ничья будет невозможна.

Гипотеза Эрдёша — Секереша о выпуклых многоугольниках

Для любого натурального , всякое достаточно большое множество точек в общем положении на плоскости имеет подмножество точек, которые являются вершинами выпуклого многоугольника.[5]

Согласно гипотезе Эрдёша и Секереша о выпуклых многоугольниках число точек в общем положении, в которых обязательно существует выпуклый -угольник задаётся формулой:

для всех

Они же доказали, что во множестве с меньшим числом точек выпуклый -угольник может не существовать.

Теорема Крута об одноцветной египетской дроби

Для всякой раскраски целых чисел больших в цветов существует конечное одноцветное подмножество целых такое, что

При этом максимальный элемент, а значит и размер множества ограничен показательной функцией от с постоянным основанием.

Эта гипотеза Эрдёша — Грэма доказана Эрнестом Крутом[en] в 2003 году.

Особенности теории

Для результатов в рамках теории Рамсея характерны два свойства. Во-первых, они неконструктивны. Доказывается, что некоторая структура существует, но не предлагается никакого способа её построения кроме прямого перебора. Во-вторых, чтобы искомые структуры существовали, требуется, чтобы объекты, их содержащие, состояли из очень большого числа элементов. Зависимость числа элементов объекта от размера структуры обычно, как минимум, экспоненциальная.

Примечания

  1. Graham, R.; Rothschild, B. & Spencer, J. H. (1990), Ramsey Theory (2nd ed.), New York: John Wiley and Sons, ISBN 0-471-50046-1.
  2. Ramsey, F. P. (1930), "On a problem of formal logic", Proc. London Math. Soc. Series 2 Т. 30: 264–286, DOI 10.1112/plms/s2-30.1.264
  3. van der Waerden, B. L. (1927). “Beweis einer Baudetschen Vermutung”. Nieuw. Arch. Wisk. 15: 212—216.
  4. Hales A., Jewett R. Regularity and positional games // Trans. Amer. Math. Soc. 106 (1963), p. 222—229.
  5. Erdős, P. & Szekeres, G. (1935), "A combinatorial problem in geometry", Compositio Math Т. 2: 463–470, <http://www.numdam.org/item?id=CM_1935__2__463_0>

Литература

  • Мартин Гарднер. Глава 17. Теория Рамсея // От мозаик Пенроуза к надёжным шифрам = Penrose Tiles to Trapdoor Ciphers / пер. с англ. Ю. А. Данилова. М.: Мир, 1993. — С. 288—308. — 416 с. 10 000 экз. ISBN 5-03-001991-X.

Ссылки

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии