مشكلة المسافات المتميزة في إردو
في الهندسة المتقطعة ، تنص مسألة المسافات المتميزة لإردوش على أن كل مجموعة من النقاط في المستوى لها عدد خطي تقريبًا من المسافات المتميزة. وقد طرحها بول إردوش عام 1946. [ 1 ] [ 2 ] أما أفضل نتيجة حالية فقد حققها لاري غوث ونيتس كاتز عام 2015. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
اعتبر إردوش هذه المشكلة "أبرز إسهاماته في الهندسة". [ 6 ]
التخمين
ضع n نقطة مميزة في مستوى. يوجدتوجد أزواج متميزة بينهما. من بين هذه الأزواج، بعضها له نفس الطول، وبعضها الآخر له أطوال مختلفة. الحد الأقصى لعدد الأطوال المختلفة التي يمكن تحقيقها هو، باستخدام النقاط التالية:.
يُعدّ إيجاد الحد الأدنى لعدد الأطوال المختلفة الممكنة أكثر صعوبة. لنفترض أن هذا العدد هو g ( n ) . وبصورة مكافئة، هو أصغر عدد ممكن من عناصر مجموعة المسافات الخاصة بها .
أثبت إردوش في بحثه الذي نشره عام 1946 صحة التقديرات
لبعض الثوابتباستخدام ترميز Big-O،.
تم تحديد الحد الأدنى من خلال حجة بسيطة. أما الحد الأعلى فيتم تحديده بواسطة...شبكة مربعة. بالنسبة لمثل هذه الشبكة، يوجدالأعداد الأقل من n والتي تمثل مجموع مربعين، معبر عنها برمز Big O ؛ انظر ثابت Landau-Ramanujan .
افترض إردوش أن الحد الأعلىيكاد يكون محكماً للغاية:ينطبق هذا على كل قيمة لـ c أقل من 1 ، باستخدام ترميز أوميغا الكبير . باختصار،.
وافترض كذلك أن الحد الأعلى ضيق للغاية :وعرضت جائزة قدرها 500 دولار لمن يثبت صحة الفرضية أو ينفيها. [ 7 ]
نتائج جزئية
تم تحسين الحد الأدنى الذي وضعه بول إردوش عام 1946 للدالة g ( n ) = Ω ( n 1/2 ) بشكل متتابع إلى:
- g ( n ) = Ω ( n 2/3 ) بواسطة ليو موسر في عام 1952، [ 8 ]
- g ( n ) = Ω ( n 5/7 ) بواسطة فان تشونغ في عام 1984، [ 9 ]
- g ( n ) = Ω ( n 4/5 /log n ) بواسطة فان تشونغ، إندري سميريدي ، وويليام تي تروتر في عام 1992، [ 10 ]
- g ( n ) = Ω ( n 4/5 ) بواسطة László A. Székely في عام 1993، [ 11 ]
- ز ( ن ) = Ω ( ن 6/7 ) بواسطة جوزيف سوليموسي و كسابا د. توث في عام 2001، [ 12 ]
- g ( n ) = Ω ( n (4 e /(5 e − 1)) − ɛ ) بواسطة غابور تاردوس في عام 2003، [ 13 ]
- g ( n ) = Ω ( n ((48 − 14 e )/(55 − 16 e )) − ɛ ) بواسطة Nets Katz وGábor Tardos في عام 2004، [ 14 ]
- g ( n ) = Ω ( n /log n ) بواسطة لاري جوث ونيتس كاتز في عام 2015. [ 3 ]
المتغيرات
مجموعات فرعية مقيدة
بدلاً من السماح بوضع النقاط n المختلفة في أي مكان في المستوى، يمكننا أيضاً اشتراط أن تستوفي هذه النقاط قيوداً معينة. وبشكل عام، كلما كانت القيود أكثر صرامة، زاد حجمها.يحصل.
إذا اشترطنا أن تقع النقاط على خط واحد، فـبجعل النقاط متباعدة بمسافات متساوية. إذا أردنا أن تقع النقاط على دائرة واحدة، فـبوضع النقاط على مسافات متساوية حول الدائرة. وبشكل أعم، إذا أردنا أن تشكل النقاط مضلعًا محدبًا، فإنوينطبق الأمر نفسه إذا اشترطنا أن تشكل النقاط مضلعًا محدبًا تمامًا. [ 15 ] [ 16 ]
إذا اشترطنا أن تكون النقاط في وضع عام ، أي ألا تكون ثلاث نقاط على استقامة واحدة وألا تكون أربع نقاط على دائرة واحدة، فإن المسألة تبقى مفتوحة. وأفضل نتيجة حالية هيو[ 17 ]
إذا اشترطنا أن تكون النقاط في وضع عام، وألا تشكل أي أربع نقاط متوازي أضلاع ، فإن المسألة تبقى مفتوحة. وأفضل نتيجة حالية هيو[ 18 ] [ 17 ]
انظر القسم 3 من [ 19 ] لمزيد من المشاكل والنتائج من هذا النوع.
أبعاد أعلى
كما نظر إردوش في النسخة ذات الأبعاد الأعلى من المشكلة: لـيتركيشير إلى الحد الأدنى الممكن لعدد المسافات المختلفة بينالنقاط فيالفضاء الإقليدي ذو الأبعاد n . وقد أثبت ذلكووتكهن بأن الحد الأعلى دقيق بالفعل، أي. حصل József Solymosi و Van H. Vu على الحد الأدنىفي عام 2008. [ 20 ]
من جهة أخرى، من المعروف حاليًا أنبتطبيق علاقة التكرار الواردة في [ 21 ] على النتيجة( غوث وكاتز 2015 ) . [ 19 ]
المعايير العامة
يمكن طرح السؤال نفسه لأي فضاء معياري . بالنظر إلى معيار، يُعرِّفوبناءً على ذلك، تُحل المشكلة في الحالة العامة . تحديدًا، عند إعطاء أي عدد صحيح، بالنسبة لجميع المعايير تقريبًا،أي أن مجموعة المعايير التي تنتهك هذا الشرط ضئيلة في مجموعة جميع معايير، باعتبارها فضاءً متريًا ، يتم قياسه بواسطة مسافة هاوسدورف بين الكرات ذات المعيار الواحد. [ 19 ] [ 22 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ إردوش، بول (1946). "حول مجموعات المسافات منالنقاط" (ملف PDF) . المجلة الرياضية الأمريكية الشهرية . 53 (5): 248-250 . doi : 10.2307/2305092 . JSTOR 2305092 .
- ↑ غاريبالدي، جوليا؛ إيوسيفيتش، أليكس؛ سينغر، ستيفن (2011)، مسألة مسافة إردوش ، مكتبة الطلاب الرياضية، المجلد 56، بروفيدنس، رود آيلاند: الجمعية الرياضية الأمريكية، ISBN 978-0-8218-5281-1MR 2721878
- غوث ، لاري ؛ كاتز، نيتس هوك (2015). "حول مسألة إردوش للمسافات المتميزة في المستوى". حوليات الرياضيات . 181 (1): 155-190 . arXiv : 1011.4105 . doi : 10.4007 / annals.2015.181.1.2 . MR 3272924. Zbl 1310.52019 .
- ↑ حد غوث-كاتز على مسألة مسافة إردوش ، شرح مفصل للبرهان، بقلم تيرينس تاو
- ↑ حل غوث وكاتز لمشكلة المسافات المميزة لإردوس ، مشاركة ضيف بقلم يانوس باش علىمدونة جيل كالاي
- ↑ إردوش، بول (1996). "حول بعض نظرياتي المفضلة" . التوافقية، بول إردوش يبلغ من العمر ثمانين عامًا . 0 : 97-132 .
- ^ اردوس ، بول (1995). "بعض مشاكلي المفضلة في نظرية الأعداد والتوافقيات والهندسة" (PDF) . بحوث معهد الرياضيات والإحصاء بجامعة ساو باولو . 2 (2): 165- 186.
- ↑ موسر، ليو (1952). "حول المسافات المختلفة التي تحددها" نقاط". المجلة الرياضية الأمريكية الشهرية . 59 (2): 85-91 . doi : 10.2307/2307105 . JSTOR 2307105. MR 0046663 .
- ↑ تشونغ، فان (1984). "عدد المسافات المختلفة التي يحددهاالنقاط في المستوى" (ملف PDF) . مجلة نظرية التوافيق . السلسلة أ. 36 (3): 342-354 . doi : 10.1016/0097-3165(84)90041-4 . MR 0744082 .
- ↑ تشونغ، فان ؛ سزيميريدي، إندري ؛ تروتر، ويليام ت. (1992). "عدد المسافات المختلفة التي تحددها مجموعة من النقاط في المستوى الإقليدي" ( ملف PDF) . الهندسة المنفصلة والحسابية . 7 : 342-354 . doi : 10.1007/BF02187820 . MR 1134448. S2CID 10637819 .
- ↑ سيكلي، لازلو أ . (1993). "أعداد التقاطع ومسائل إردوش الصعبة في الهندسة المتقطعة". التوافقية، الاحتمالات والحوسبة . 11 (3): 1-10 . doi : 10.1017/S0963548397002976 . MR 1464571. S2CID 36602807 .
- ^ سوليموزي، جوزيف ؛ توث، كسابا د. (2001). "المسافات المميزة في الطائرة" . الهندسة المنفصلة والحسابية . 25 (4): 629-634 . دوى : 10.1007 / s00454-001-0009-z . السيد 1838423 .
- ↑ تاردوس، غابور (2003). "حول المجاميع المتميزة والمسافات المتميزة" . التقدم في الرياضيات . 180 (1): 275-289 . doi : 10.1016/s0001-8708(03)00004-5 . MR 2019225 .
- ↑ كاتز، نيتس هوك ؛ تاردوس، غابور (2004). "متباينة جديدة للإنتروبيا لمسألة مسافة إردوش". في باتش، يانوس (محرر). نحو نظرية للرسوم البيانية الهندسية . الرياضيات المعاصرة. المجلد 342. بروفيدنس، رود آيلاند: الجمعية الرياضية الأمريكية. الصفحات 119-126 . doi : 10.1090/conm/342/06136 . ISBN 978-0-8218-3484-8MR 2065258
- ↑ ألتمان، إي. (فبراير 1963). "حول مسألة لـ ب. إردوس" . المجلة الرياضية الأمريكية الشهرية . 70 (2): 148-157 . doi : 10.1080/00029890.1963.11990057 . ISSN 0002-9890 .
- ↑ ألتمان، إي. (سبتمبر 1972). "بعض النظريات حول المضلعات المحدبة" . النشرة الرياضية الكندية . 15 (3): 329-340 . doi : 10.4153/CMB-1972-060-0 .
- 1 2 اردوس، بول؛ فوريدي، زولتان؛ باش، يانوس؛ روزا، إيمري ز. (فبراير 1993). "تمت إعادة النظر في الشبكة" . الرياضيات المنفصلة . 111 ( 1– 3): 189– 196. دوى : 10.1016/0012-365X(93)90155-M .
- ↑ دوميتريسكو، أدريان (ديسمبر 2008). "حول المسافات المتميزة بين النقاط في الوضع العام ومسائل أخرى ذات صلة" . مجلة الرياضيات الهنغارية . 57 (2): 165-176 . doi : 10.1007/s10998-008-8165-4 . ISSN 0031-5303 .
- 1 2 3 شيفر، آدم (2018-07-02). "المسافات المتميزة: المشكلات المفتوحة والحدود الحالية". arXiv : 1406.1949v3 [ math.CO ].
- ^ سوليموزي، جوزيف ؛ فو، فان هـ. (2008). “بالقرب من الحدود المثلى لمشكلة المسافات المميزة في Erdős بأبعاد عالية”. كومبيناتوريكا . 28 : 113 – 125. دوى : 10.1007 / s00493-008-2099-1 . السيد 2399013 . S2CID 2225458 .
- ^ سوليموزي، جوزيف؛ فو ، فان هـ. (2008-01-01). "قرب الحدود المثلى لمشكلة المسافات المميزة في Erdős في الأبعاد العالية" . كومبيناتوريكا . 28 (1): 113-125 . دوى : 10.1007 / s00493-008-2099-1 . ردمك 1439-6912 .
- ↑ ألون، نوغا؛ بوتشيتش، ماتيجا؛ ساورمان، ليزا (2025-02-01). "المسافات الوحدوية والمسافات المتميزة في المعايير النموذجية" . التحليل الهندسي والوظيفي . 35 (1): 1-42 . doi : 10.1007/s00039-025-00698-x . ISSN 1420-8970 .
للمزيد من القراءة
- شيفر، آدم (2018-07-02). "المسافات المتميزة: المشكلات المفتوحة والحدود الحالية". arXiv : 1406.1949v3 [ math.CO ].
- غاريبالدي، جوليا؛ إيوسيفيتش، أليكس؛ سينغر، ستيفن (2011)، مسألة مسافة إردوش ، مكتبة الطلاب الرياضية، المجلد 56، بروفيدنس، رود آيلاند: الجمعية الرياضية الأمريكية، ISBN 978-0-8218-5281-1MR 2721878
روابط خارجية
- صفحة ويليام غاسارش حول المشكلة
- التخمينات
- بول إيردوس
- الهندسة المنفصلة
