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Prueba $R(2K_3, 2K_3)=10$

Mi pregunta es cómo demostrar que $R(2K_3, 2K_3)$ es 10.

Primero, $2K_3$ son dos triángulos distintos, por lo que se trata de demostrar que si coloreamos las aristas de $K_{10}$ en dos colores, habrá dos triángulos con el mismo color.

Lo único que he conseguido es que haya una "mariposa", es decir, dos triángulos monocromáticos que comparten un vértice.

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En primer lugar, debemos demostrar que la coloración $K_9$ no es suficiente. He aquí un contraejemplo:

k9 counterexample

Rojo $K_3$ se limitan a los vértices $\{1,2,3,4,5\}$ así que están fuera: dos de ellos comparten un vértice. Un azul $K_3$ puede utilizar como máximo uno de los vértices $\{1,2,3,4,5\}$ por lo que debe utilizar dos vértices de $\{6,7,8,9\}$ no puede incluir $6$ porque las aristas de $6$ à $\{7,8,9\}$ son rojos. Así que cualquier azul $K_3$ incluye dos vértices de $\{7,8,9\}$ y dos de ellos comparten un vértice.


He aquí una prueba de que $K_{10}$ est suficiente. En primer lugar, observe que algunos colores $c \in \{\text{red}, \text{blue}\}$ debe tener la siguiente propiedad: no importa qué dos vértices de $K_{10}$ que elijas, hay un $c$ -color monocromático $K_3$ sin usar esos dos vértices.

(Si no, entonces podemos eliminar algunos dos vértices y destruir todos los rojos $K_3$ y, a continuación, eliminar dos vértices y destruir todos los vértices azules. $K_3$ pero ahora seguimos teniendo un grafo completo en $6$ vértices, que sabemos que contiene un rojo o un azul $K_3$ . Contradicción!)

Supongamos que rojo triángulos tienen esta propiedad, y supongamos también que no hay (¿hay?) triángulos rojos $2K_3$ . Esto implica algo mucho más fuerte: dos rojos cualesquiera $K_3$ se cruzan sólo en un vértice o forman parte de una camarilla mayor. Para ver esto, supongamos que tenemos rojo $K_3$ inducida por $\{v_1, v_2, v_3\}$ y $\{v_2, v_3, v_4\}$ . Borrar los vértices $v_2$ y $v_3$ sabemos que debemos ser capaces de encontrar otro rojo $K_3$ . Si interseca a ambos, debe incluir vértices $v_1$ y $v_4$ por lo que la arista $v_1 v_4$ también es rojo.

Así que $\{v_1, v_2, \dots, v_n\}$ sea una camarilla roja máxima. Por la observación anterior, cualquier otro vértice $v_i$ , $i \ge n+1$ sólo puede tener un borde rojo para un de $v_1, \dots, v_n$ . Consideramos dos casos para el valor de $n$ .

Caso 1: ${n\le 4}$ . A continuación, la coloración de los restantes $6$ Los vértices deben tener un $K_3$ ; asumimos que no hay rojo $2K_3$ así que debe ser azul. Además, si los vértices $\{w_1, w_2, w_3\}$ formar el azul $K_3$ entre los vértices restantes debe haber una arista azul $x_1x_2$ (o bien ellos forman un rojo $K_3$ ). Dado que hay como máximo una arista roja $x_1 v_i$ y como máximo una arista roja $x_2 v_j$ , obtenemos otro azul $K_3$ formado por $\{x_1, x_2, v_k\}$ para algunos $k$ disjunta de la primera.

Caso 2: $n=5$ . Si el resto $5$ los vértices no contienen un rojo $K_3$ deben tener al menos dos aristas azules disjuntas $w_1w_2$ y $x_1x_2$ . Cada elemento de $\{w_1, w_2, x_1, x_2\}$ sólo puede tener una arista roja hacia un vértice en $\{v_1,\dots,v_5\}$ por lo que hay al menos tres opciones de $v_i$ y al menos dos opciones $v_j \ne v_i$ tal que $\{w_1, w_2, v_i\}$ y $\{x_1, x_2, v_j\}$ forman azules disjuntos $K_3$ 's.


En ( Burr, Erdős, Spencer 1975 ): $$R(mK_3, nK_3) = 3m+2n \qquad \text{for }m \ge n \ge 2.$$ No lo leí porque quería resolverlo yo mismo, pero probablemente tenga una prueba más bonita.

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