論文の概要: Exact values and exact upper bounds for families of integers with arithmetic progression intersections (Erdős Problem #272)
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.23004v1
- Date: Sat, 25 Jul 2026 02:45:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-28 22:34:14.963918
- Title: Exact values and exact upper bounds for families of integers with arithmetic progression intersections (Erdős Problem #272)
- Title(参考訳): 算術進行交叉をもつ整数族に対する厳密な値と正確な上界(エルデシュ問題#272)
- Abstract要約: Szabo の予想は、ある元が極大族の全集合に存在することを証明している。
我々は、星のない極端家族に対する最初の構造的制約を証明した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Let $t(N)$ be the largest $t$ for which there exist distinct sets $A_1,\dots,A_t \subseteq \{1,\dots,N\}$ such that $A_i \cap A_j$ is a nonempty arithmetic progression for all $i \neq j$ (Erdos Problem #272). Simonovits and Sos proved $t(N)=O(N^2)$ and conjectured $\binom{N}{2}+1$ is best possible; Szabo disproved this by a construction giving $t(N) \geq \binom{N}{2}+1+\lfloor(N-1)/4\rfloor$, proved the asymptotics $t(N)=N^2/2+O(N^{5/3}(\log N)^3)$, and asked whether $t(N)=\binom{N}{2}+O(N)$ and whether some element lies in all sets of any extremal family (the kernel question). We determine $t(N)$ exactly for all $3 \leq N \leq 12$ by exhaustive computation: in this entire range Szabo's lower bound is exact, and we conjecture that $t(N)=\binom{N}{2}+1+\lfloor(N-1)/4\rfloor$ for every $N$. Towards the matching upper bound we prove, for every $N$, that Szabo's bound is the exact maximum over all families with a common element (starred families). The proof combines a self-contained ``defect-one'' counting inequality for staircase regions with a new structural theorem: every non-progression member of such a family contains a bad pair that no other member can share. Consequently the sharpened conjecture reduces to a single remaining statement, namely Szabo's kernel conjecture that some element lies in all sets of an extremal family, and we prove first structural constraints on putative non-starred extremal families.
- Abstract(参考訳): A_1,\dots,A_t \subseteq \{1,\dots,N\}$ とすると、$A_i \cap A_j$ はすべての$i \neq j$ (Erdos Problem #272) に対する空でない算術進行である。
Simonovits and Sos proved $t(N)=O(N^2)$ and conjectured $\binom{N}{2}+1$ is best possible; Szabo disproved that a construction given $t(N) \geq \binom{N}{2}+1+\lfloor(N-1)/4\rfloor$, proved the asymptotics $t(N)=N^2/2+O(N^{5/3}(\log N)^3)$, $t(N)=\binom{N}{2}+O(N)$。
総和で$t(N)$を$3 \leq N \leq 12$に対して$t(N)$と判定し、この範囲で Szabo の下限は正確に、$t(N)=\binom{N}{2}+1+\lfloor(N-1)/4\rfloor$ for every $N$と推測する。
一致する上界に向けて、すべての$N$に対して、Szabo の有界が共通の元を持つすべての族(スター付き族)の正確な最大値であることを証明する。
この証明は、階段領域に対する自己完結した ``defect-one'' カウントの不等式と、新しい構造定理を組み合わせている:そのような家族のすべての非プログレッシブなメンバーは、他のメンバーが共有できない悪いペアを含んでいる。
その結果、シャープ化された予想は、 Szabo の核予想(英語版)と呼ばれる、ある要素が極端族の全集合に存在するという1つの残余の主張に還元され、非スター付き極端族に対する最初の構造的制約が証明される。
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