塞迈雷迪正则性引理

✍ dations ◷ 2025-06-08 13:33:28 #图论,组合数学,信息论,引理

数学上,塞迈雷迪正则性引理(Szemerédi regularity lemma)断言,给定任意一个足够大的图,都可以将其顶点集划分成若干个差不多一样大的子集,使得几乎每两个不同的子集之间的边,都具有随机二部图的性质。塞迈雷迪于 1975 年引入了该引理较弱的版本,其只适用于二部图,用作证明塞迈雷迪定理,后来再于 1978 年证明了完整的版本。 Vojtěch Rödl(英语:Vojtěch Rödl) 及其合作者和高尔斯将正则性方法推广到超图上。

塞迈雷迪正则性引理的严格叙述须用到下列定义。设 为一幅图,而 为其顶点集。

,  为 的两个互斥子集。定义 (, ) 的密度为

其中 (, ) 为一个顶点在 中,而另一个顶点在 中的边的集合。

对于  > 0, 称两个由顶点组成的集合 -正则,若对任意满足|| ≥ || 和 || ≥ || 的子集  ⊆  和  ⊆ , 都有

1, ...,  为将 分成 份的划分。其称为 -正则划分,若:

利用上述定义,可以写出引理的严格叙述。

对任意的  > 0 和正整数 , 存在整数 , 其满足:若 为至少有 个顶点的图,则存在整数 满足  ≤  ≤ , 和一个 -正则划分将 的顶点集分成 份。

引理的证明所给出的 的上界极大,比如 O(−5) 次迭代幂次。若实际的上界并非如此大,而是 exp( -) 的形式的话,则其可应用在其他地方。然而,高尔斯于 1997 年找到了一些图作为例子,证明 确实可以增长得极快,比如至少为 −1/16 次迭代幂次。由此可见,最佳的上界必定位于 Grzegorczyk 分层(英语:Grzegorczyk hierarchy)中的第 4 层,因此不属初等递归函数。

János Komlós(英语:János Komlós)、Gábor Sárközy(英语:Gábor Sárközy)和塞迈雷迪·安德烈其后(于 1997 年)证明了blow-up 引理 ,其断言塞迈雷迪正则性引理中的正则对,在特定意义下与完全二部图具有同样的性质。若考虑将大而疏的图,嵌入到一个稠密的图中,则适用 blow-up 引理来深入研究该嵌入的性质。

陶哲轩以概率方法证明了一条不等式,其推广了塞迈雷迪正则性引理。

注意,不可能在塞迈雷迪正则性引理中,证明“所有”对都正则。原因是,一些图(比如半图(英语:Half graph))确实需要划分中有若干对顶点集非正则,尽管按照正则性引理,这样的对只占很小一部分。

相关

  • D10AA(Antifungals for dermatological use)(Emollients and protectives)(Preparations for treatment of wounds and ulcers)(Antipruritics, including antihistamines, anesthetics,
  • 克勉七世教宗克莱孟七世(拉丁语:Clemens PP. VII;1478年5月26日-1534年9月25日)原名儒略·德·美第奇(Giulio de' Medici),1523年11月19日当选罗马主教(教宗),同年11月26日即位至1534年9月25日
  • 蛋白多糖蛋白聚糖(英语:proteoglycan)是被大量糖基化了的糖蛋白。基本的蛋白聚糖单位由一个“核心蛋白质”与一个或多个共价结合着的糖胺聚糖链所组成。附着点是一个丝氨酸残基,糖胺聚糖
  • span style=color:black;勃兰登堡/span勃兰登堡(德语:Brandenburg;下索布语:Bramborsk;低地德语:Brannenborg,口语:die Mark)是德国东北部的一个州,为前东德的一部分。该州首府和人口最多的城市是波茨坦,其他的重要城市有科
  • 国务总理外交 · 南北统一 · 阳光政策 · 行政区划 · 人权(朝鲜语:대한민국의 인권)政治主题大韩民国国务总理(朝鲜语:대한민국의 국무총리/大韓民國의 國務總理),通称韩国总理,是大韩
  • 蓝霉干酪蓝乳酪(Blue cheese)又称蓝纹干酪、蓝芝士、蓝起司,是干酪的一种,特点是以青霉菌发酵而成,使其表面有一些蓝色的斑纹。蓝干酪可以用牛奶或羊奶制成。较著名的蓝干酪种类包括法
  • 三国同盟条约德意日三国同盟条约,又作三国公约、三国盟约(英语:Tripartite Pact;德语:Dreimächtepakt;意大利语:Patto tripartito;日语:日独伊三国間条約〔日獨伊三國閒條約〕),于1940年9月27日由
  • 建筑材料工业部中华人民共和国建筑工程部中华人民共和国城市建设部中华人民共和国建筑材料工业部,简称建材部。是中华人民共和国国务院曾设立的一个组成部门。1956年时,原有的重工业部被撤销
  • 毛高文毛高文(1936年2月9日-2019年10月28日),生于浙江奉化,曾任国立清华大学校长、教育部部长、考试院副院长、蒋经国国际学术交流基金会董事长等职位。毛高文的家族出身浙江奉化溪口镇
  • 曾广銮曾广銮(1873年-1920年),字君和,湖南湘乡人,清朝官员、资政院议员。曾广銮是清朝正一品荫生,花翎郎中衔,袭一等毅勇侯、云骑尉世职。曾任都察院左副都御史,诰授光禄大夫、建威将军。19