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一个高效的非对称移除引理及其局限性

An efficient asymmetric removal lemma and its limitations

Lior Gishboliner, Asaf Shapira, Yuval Wigderson

AI总结:

本文给出 Csaba 非对称三角形移除定理的无正则性证明,将 C₅ 副本数改进至最优 poly(ε)n⁵,并在 Ruzsa 猜想下证明并非所有无三角形三部图都 K₃-丰富。

摘要:

三角形移除引理指出,如果 G 含有 εn² 个边不交三角形,则 G 含有 δ(ε)n³ 个三角形。遗憾的是,δ(ε) 的增长阶没有合理的界;而且无论如何,已知 δ(ε) 不是 ε 的多项式。Csaba 最近得到了三角形移除引理的一个非对称变体,指出如果 G 含有 εn² 个边不交三角形,则 G 含有 2^{-poly(1/ε)}·n⁵ 个 C₅ 的副本。为此,他设计了 Szemerédi 正则性引理的一个新变体。我们得到以下结果:首先,我们给出 Csaba 定理的一个无正则性证明,将 C₅ 的副本数改进到最优数量 poly(ε)·n⁵。我们称 H 是 K₃-丰富的,如果每个含有 εn² 个边不交三角形的图都有 poly(ε)·n^{|V(H)|} 个 H 的副本。容易看出,K₃-丰富图必定是无三角形且三部的。基于我们的第一个结果,自然会问是否所有无三角形的三部图都是 K₃-丰富的。我们的第二个结果是:假设加性数论中一个著名的 Ruzsa 猜想成立,该问题的答案是否定的。我们的证明综合使用了组合、数论、概率和 Ramsey 型论证。

英文摘要:

The triangle removal states that if $G$ contains $\varepsilon n^2$ edge-disjoint triangles, then $G$ contains $δ(\varepsilon)n^3$ triangles. Unfortunately, there are no sensible bounds on the order of growth of $δ(\varepsilon)$, and at any rate, it is known that $δ(\varepsilon)$ is not polynomial in $\varepsilon$. Csaba recently obtained an asymmetric variant of the triangle removal, stating that if $G$ contains $\varepsilon n^2$ edge-disjoint triangles, then $G$ contains $2^{-\mathrm{poly}(1/\varepsilon)}\cdot n^5$ copies of $C_5$. To this end, he devised a new variant of Szemerédi's regularity lemma. We obtain the following results: - We first give a regularity-free proof of Csaba's theorem, which improves the number of copies of $C_5$ to the optimal number $\mathrm{poly}(\varepsilon)\cdot n^5$. - We say that $H$ is $K_3$-abundant if every graph containing $\varepsilon n^2$ edge-disjoint triangles has $\mathrm{poly}(\varepsilon)\cdot n^{|V(H)|}$ copies of $H$. It is easy to see that a $K_3$-abundant graph must be triangle-free and tripartite. Given our first result, it is natural to ask if all triangle-free tripartite graphs are $K_3$-abundant. Our second result is that assuming a well-known conjecture of Ruzsa in additive number theory, the answer to this question is negative. Our proofs use a mix of combinatorial, number-theoretic, probabilistic, and Ramsey-type arguments.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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