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弱Sidon集合中最大的Sidon子集

Largest Sidon subsets in weak Sidon sets

University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Tsinghua University(清华大学);Xi’an Jiaotong University(西安交通大学)

Jie Ma, Quanyu Tang

AI总结:

本文确定了弱Sidon集合中最大Sidon子集的大小公式,并改进了Erdős关于局部差条件问题的极值常数范围。

摘要:

本文研究了有限集合S ⊂ ℝ的Sidon集合和弱Sidon集合的性质。Sidon集合的定义是所有x+y(x,y ∈ S且x ≤ y)的和都是不同的,而弱Sidon集合的定义是所有x+y(x,y ∈ S且x < y)的和都是不同的。对于有限集合A ⊂ ℝ,h(A)表示A中最大的Sidon子集的大小,定义g(n)为所有大小为n且为弱Sidon集合的A的h(A)的最小值。Sárközy和Sós提出了关于g(n)/n极限是否存在以及其值的问题。本文完全解决了该问题,确定g(n) = ⌈(n+1)/2⌉对于所有n ≥ 1。特别地,g(n)/n的极限为1/2。此外,本文还研究了Erdős关于局部差条件的问题。一个有限集合A ⊂ ℝ称为(4,5)-集,如果A的每个4元子集至少确定六个 pairwise 绝对差中的五个不同的值。Erdős询问了一个最优常数c* > 0,使得每个大小为n的(4,5)-集包含一个至少大小为c*n的Sidon子集。Gyárfás和Lehel将该问题转化为3-均匀超图的极值问题,并证明了1/2 + 1/(141·76) ≤ c* ≤ 3/5。本文通过重新表述极值问题和显式构造,改进了这两个界限,得到9/17 ≤ c* ≤ 4/7。

英文摘要:

A finite set $ S \subset \mathbb{R} $ is called a Sidon set if all sums $ x+y $ with $ x,y \in S $ and $ x \le y $ are distinct, and a weak Sidon set if all sums $ x+y $ with $ x,y \in S $ and $ x < y $ are distinct. For a finite set $ A \subset \mathbb{R} $, let $ h(A) $ denote the maximum size of a Sidon subset of $ A $, and define $$ g(n) := \min\{\, h(A) : A \subset \mathbb{R},\ |A| = n,\ A \text{ is a weak Sidon set} \,\}. $$ Sárközy and Sós asked whether the limit $ \lim_{n\to\infty} g(n)/n $ exists and, if so, to determine its value. We resolve this problem completely by determining $g(n)$ exactly: $$ g(n)=\left\lceil \frac{n+1}{2}\right\rceil \qquad\text{for all } n\ge 1. $$ In particular, $\lim_{n\to\infty} g(n)/n=\frac12$. We also investigate a related problem of Erdős concerning a local difference condition. A finite set $ A \subset \mathbb{R} $ is called a $(4,5)$-set if every $4$-element subset of $A$ determines at least five distinct values among its six pairwise absolute differences. Erdős asked for the optimal constant $ c_* > 0 $ such that every $(4,5)$-set of size $ n $ contains a Sidon subset of size at least $ c_* n $. Gyárfás and Lehel reduced this to an extremal problem of $3$-uniform hypergraphs and proved $\frac{1}{2} + \frac{1}{141 \cdot 76} \le c_* \le \frac{3}{5}$. We improve both bounds by establishing $$ \frac{9}{17} \le c_* \le \frac{4}{7}, $$ where the lower bound uses a reformulation of the extremal problem, and the upper bound follows from an explicit construction together with a convenient characterization of $c_*$.

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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