中,埃尔德什-斯通定理()是禁止某子圖H出現後,圖邊數的漸近上界,推廣了图兰定理(即僅允許H為完全圖的情況)。定理由埃尔德什·帕尔與於1946年證明,因而得名。稱其為「極值圖論的基本定理」。
圖蘭圖的極值函數
先定義極值函數()\mathrm{ex}如下:\mathrm{ex}(n; H)是眾多n個頂點的圖之中,不包含子圖(同構於)H的圖的邊數最大值。圖蘭定理斷言,當H取為完全圖K_r時,有\mathrm{ex}(n; K_r) = t_{r-1}(n),即n個頂點的r-1部圖蘭圖的邊數,且僅得該圖蘭圖取到最大值。埃尔德什-斯通定理推廣到禁止K_r(t)子圖的情況,即禁止各分部恰有t個頂點的完全r部圖(亦可記為圖蘭圖T(rt, r)):
:\mbox{ex}(n; K_r(t)) = \left( \frac{r-2}{r-1} + o(1) \right){n\choose2}.
任意非二部圖的極值函數
若H為任意圖,色數為r > 2,則對於足夠大的t,H必為K_r(t)的子圖(比如取t大於H的某個r染色中,用得最多的顏色所用的次數),但H並非圖蘭圖T(n, r-1)的子圖,因為該圖蘭圖的任意子圖皆可r-1染色。
由此可見,H的極值函數至少為T(n, r-1)的邊數,但至多為K_r(t)的極值函數。所以,仍有
:\mbox{ex}(n; H) = \left( \frac{r-2}{r-1} + o(1) \right){n\choose2}.
然而,對於二部圖H,定理給出的上界並非最優,因為已知當H為二部圖時,\mathrm{ex}(n;H) = o(n^2),不過對於一般二部圖的極值函數,仍然所知甚少,見。
定量結果
定理亦有若干個定量版本已獲證,較確切刻劃n, r, t與餘項o(1)的關係。先對0 ,定義s_{r, \varepsilon}(n)為最大的t,使得子圖K_r(t)能於任意具n個頂點及
:\left( \frac{r-2}{2(r-1)} + \varepsilon \right)n^2
條邊的圖中找到。
埃尔德什、斯通證明對充份大的n,有
:s_{r,\varepsilon}(n) \geq \left(\log^{r-1} n\right)^{1/2},
其中\log^{r-1}是對數函數的r-1次疊代。s_{r, \varepsilon}(n)的正確增長階數,由博洛巴什與埃尔德什找出:固定r, \varepsilon,則存在常數c_1(r, \varepsilon)與c_2(r, \varepsilon)使得
:c_1(r, \varepsilon) \log n
赫瓦塔爾與塞邁雷迪隨後確定s_{r, \varepsilon}(n)如何隨r和\varepsilon變化(但可以差常數倍):對充份大的n,有
:\frac{1}{500\log(1/\varepsilon)}\log n
參考文獻
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