Combinatorial lines Nina Kam ฤev , joint work with David Conlon and Christoph with few intervals Spiegel
The Hales-Jewett Theorem N OTATION E XAMPLE : a combinatorial line in 3 12 โข Ground set ๐ ๐ , usually 3 ๐ ๐ฃ = 22 โ 32 โ 12 โโโ 22 Wildcard โข A root is a word ๐ฅ of length ๐ ๐ฃ 1 = 22๐32๐12๐๐๐22 set ๐ฃ 2 = 22๐32๐12๐๐๐22 in the symbols [๐] โช โ with ๐ฃ 3 = 22๐32๐12๐๐๐22 at least one โ . โข For ๐ โ [๐] , ๐ฅ ๐ is the word Theorem (Hales, Jewett, โ63). Given obtained from ๐ฅ by replacing ๐, ๐ โ โ , there is a natural number ๐ each โ by ๐ . such that any ๐ -colouring of [๐] ๐ โข A ( combinatorial ) line is a set contains a monochromatic of words ๐ฅ ๐ : ๐ ๐[๐] . combinatorial line. A line in 4 3 with โข ๐ผ๐พ ๐, ๐ is the minimal ๐ for which the wildcard set {1,2,3} conclusion holds
A warm- upโฆ Claim. ๐ผ๐พ 2, ๐ = ๐ . Proof. Let ๐: [2] ๐ โ โค ๐ .
A warm- upโฆ Claim. ๐ผ๐พ 2, ๐ = ๐ . Proof. Let ๐: [2] ๐ โ โค ๐ . Consider the words 1111111 โฆ 1 11 โฆ 111 โฆ 2 11 โฆ 122 โฆ 2 โฎ 1222222 โฆ 2 2222222 โฆ 2 . Among ๐ + 1 words, two have the same colour โ monochromatic line.
Shelahโs proof of HJT Consequences 2 โข ๐ผ๐พ(๐, ๐ ) โค 2 2 โฐ 2๐ผ๐พ(๐ โ 1, ๐ ) times โข For ๐ = 3 , there exists an ๐ - interval line (a line whose wildcard set consists of at most ๐ intervals), e.g. ๐ฃ = 33 โ2โ21 โโโ 33 โค ๐ intervals Is this the best possible?
Lines with few intervals Definition. โ ๐, ๐ = min { ๐ : for large ๐ , any ๐ -colouring of [๐] ๐ contains a monochromatic ๐ -interval line}. 7 Observations. โ(3, ๐ ) 6 โข โ 2, ๐ = 1 for all ๐ . 5 โข โ 3, ๐ โค ๐ , generally โ ๐, ๐ โค ๐ผ๐พ(๐ โ 1, ๐ ) 4 3 Theorem. 2 (i) โ 3, ๐ = ๐ for odd ๐ (Conlon, K) 1 โ 3, 2 = 1 (ii) (Leader, Rรคty) 1 3 5 7 ๐ (iii) โ 3 ๐ = ๐ โ 1 for even ๐ (K, Spiegel).
(i) The colouring avoiding ๐ โ 1 -interval lines
(i) The colouring avoiding ๐ โ 1 -interval lines ๐๐๐๐ข๐ ๐๐๐ข ๐๐๐ฃ๐๐ข [3] ๐ [3] โค๐ 3 โค ๐ ๐ฃ 1 = 2213211211122 โผ ๐ฃ 1 = 2132 1212 โผ ๐ ๐ฃ 1 = 3, 4, 1 ๐ฃ 2 = 2223221222222 โผ ๐ฃ 2 = 2 32 12 โผ ๐ ๐ฃ 2 = (1, 3, 1) ๐ฃ 3 = 2233231233322 โผ ๐ฃ 3 = 2 3231232 โผ ๐ ๐ฃ 3 = (1, 4, 3)
(i) The colouring avoiding ๐ โ 1 -interval lines ๐๐๐๐ข๐ ๐๐๐ข ๐๐๐ฃ๐๐ข [3] ๐ [3] โค๐ 3 โค ๐ ๐ฃ 1 = 22๐32๐12๐๐๐22 โผ ๐ฃ 1 = 2๐32 12๐2 โผ ๐ ๐ฃ 1 = 3, 4, 1 ๐ฃ 2 = 22๐32๐12๐๐๐22 โผ ๐ฃ 2 = 2 32 12 โผ ๐ ๐ฃ 2 = (1, 3, 1) ๐ฃ 3 = 22๐32๐12๐๐๐22 โผ ๐ฃ 3 = 2 32๐12๐2 โผ ๐ ๐ฃ 3 = (1, 4, 3) ๐ฃ = 22 โ 32 โ 12 โโโ 22 โผ เดฅ ๐ฃ = 2 โ 32 โ 12 โ 2 โผ ๐ เดฅ ๐ฃ = (1, 4, 1) ๐ ๐ฃ 3 โ (2, 2, โ1) ๐ เดฅ ๐ฃ ๐ ๐ฃ 1 โค ๐ ๐ ๐ฃ 2 3 โค ๐
(iii) The upper bound Theorem (K, Spiegel). โ 3, ๐ = ๐ โ 1 for even ๐ . โข Idea: reduce the problem to the โlinearโ colourings Proposition. For any ๐ , if โ 3 ๐ > ๐ โ 1 , then there is a colouring ๐: [3] ๐ โ โค ๐ avoiding ๐ โ 1 -interval lines with ๐ ๐ฃ = ๐โฒ ๐ เดค ๐ฃ for all ๐ฃ . That is, ๐ has the form ๐ โฒ เดฅ ๐ [3] ๐ [3] โค๐ 3 3 โค ๐ โค ๐ โข Odd ๐ โ there is a colouring โข Even ๐ โ contradiction.
Onwards and upwards Improve the bounds ๐ โค โ ๐, ๐ โค ๐ผ๐พ ๐ โ 1, ๐ . New proofs of the Hales-Jewett theorem?
Recommend
More recommend