อ่าน 2 นาที
ปัญหาสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนบูลีน
ปัญหาสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนแบบบูลีนเป็นปัญหาจากทฤษฎีแรมซีย์เกี่ยวกับว่าจำนวนเต็มบวกสามารถระบายสีเป็นสีแดงและสีน้ำเงินได้หรือไม่...
ปัญหาสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนบูลีน
ปัญหาสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนแบบบูลีนเป็นปัญหาจากทฤษฎีแรมซีย์เกี่ยวกับว่าจำนวนเต็มบวกสามารถระบายสีเป็นสีแดงและสีน้ำเงินได้หรือไม่ โดยที่ไม่มีสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนใดประกอบด้วยสมาชิกสีแดงทั้งหมดหรือสีน้ำเงินทั้งหมด ปัญหาสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนแบบบูลีนได้รับการแก้ไขโดยMarijn Heule , Oliver Kullmann และVictor W. Marekในเดือนพฤษภาคม 2016 ผ่านการพิสูจน์โดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยซึ่งแสดงให้เห็นว่าการระบายสีดังกล่าวเป็นไปได้เฉพาะถึงจำนวน 7824 เท่านั้น[ 1 ]
คำแถลง
โจทย์ถามว่า เป็นไปได้หรือไม่ที่จะระบายสีจำนวนเต็มบวกแต่ละจำนวนด้วยสีแดงหรือสีน้ำเงิน โดยที่ไม่มีชุดจำนวนเต็มพีทาโกเรียนa , b , c ใดๆ ที่สอดคล้องกับเงื่อนไข ดัง กล่าว มีสีเดียวกันทั้งหมด
ตัวอย่างเช่น ในสามเหลี่ยมพีทาโกเรียน 3, 4 และ 5 ( ) ถ้า 3 และ 4 ถูกระบายสีแดง แล้ว 5 จะต้องถูกระบายสีน้ำเงิน
สารละลาย
Marijn Heule , Oliver Kullmann และ Victor W. Marek แสดงให้เห็นว่าการระบายสีแบบนั้นเป็นไปได้เฉพาะถึงจำนวน 7824 เท่านั้น ข้อความจริงของทฤษฎีบทที่พิสูจน์ได้คือ
ทฤษฎีบท—เซต {1, . . . , 7824} สามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนได้ โดยที่ไม่มีส่วนใดประกอบด้วยสามเหลี่ยมพีทาโกเรียน ในขณะที่สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้สำหรับ {1, . . . , 7825} [ 2 ]
มี ชุดการระบายสีที่เป็นไปได้ 2 7825 ≈ 3.63×10 2355ชุด สำหรับตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง7825ชุดการระบายสีที่เป็นไปได้เหล่านี้ถูกจำกัดให้แคบลงโดยใช้ตรรกะและอัลกอริทึม เหลือประมาณหนึ่งล้านล้านกรณี (ซึ่งยังคงซับซ้อนมาก) และกรณีเหล่านั้น เมื่อแสดงออกมาในรูปของปัญหาความพึงพอใจแบบบูลีน จะถูกตรวจสอบโดยใช้ ตัวแก้ปัญหา SATการสร้างบทพิสูจน์ใช้เวลาคำนวณประมาณ 4 ปีของ CPU ในช่วงเวลาสองวันบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Stampede ที่ศูนย์การคำนวณขั้นสูงแห่งรัฐเท็กซัสและสร้างบทพิสูจน์เชิงประพจน์ขนาด 200 เทราไบต์ ซึ่งถูกบีบอัดเหลือ 68 กิกะไบต์
เอกสารที่อธิบายการพิสูจน์ได้รับการตีพิมพ์ในการประชุม SAT 2016 [ 2 ]ซึ่งได้รับรางวัลเอกสารยอดเยี่ยม[ 3 ]รูปด้านล่างแสดงตระกูลการระบายสีที่เป็นไปได้สำหรับเซต {1,...,7824} ที่ไม่มีสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนสีเดียว และช่องสี่เหลี่ยมสีขาวสามารถระบายสีเป็นสีแดงหรือสีน้ำเงินก็ได้ในขณะที่ยังคงตรงตามเงื่อนไขนี้ (ลำดับA383181ในOEIS )

รางวัล
ในช่วงทศวรรษ 1980 โรนัลด์ เกรแฮมเสนอรางวัล 100 ดอลลาร์สำหรับวิธีแก้ปัญหา ซึ่งปัจจุบันรางวัลนี้ตกเป็นของมาริน เฮอเล[ 1 ]
การสรุปโดยทั่วไป
ณ ปี 2018 ปัญหายังคงเปิดอยู่สำหรับสีมากกว่า 2 สี นั่นคือ หากมี การระบายสี k สี ( k ≥ 3) ของจำนวนเต็มบวกโดยที่ไม่มีสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนใดมีสีเดียวกัน[ 4 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ปัญหาสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนบูลีน
ปัญหาสามเหลี่ยมพีทาโกเรียนแบบบูลีนเป็นปัญหาจากทฤษฎีแรมซีย์เกี่ยวกับว่าจำนวนเต็มบวกสามารถระบายสีเป็นสีแดงและสีน้ำเงินได้หรือไม่...
คำแถลง
โจทย์ถามว่า เป็นไปได้หรือไม่ที่จะระบายสีจำนวนเต็มบวกแต่ละจำนวนด้วยสีแดงหรือสีน้ำเงิน โดยที่ไม่มีชุดจำนวนเต็มพีทาโกเรียน a , b , c ใดๆ ที่สอดคล้องกับเงื่อนไข ดัง กล่าว มีสีเดียวกันทั้งหมด เอ 2 + ข 2 = ค 2 {\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}}
สารละลาย
Marijn Heule , Oliver Kullmann และ Victor W. Marek แสดงให้เห็นว่าการระบายสีแบบนั้นเป็นไปได้เฉพาะถึงจำนวน 7824 เท่านั้น ข้อความจริงของทฤษฎีบทที่พิสูจน์ได้คือ
รางวัล
ในช่วงทศวรรษ 1980 โรนัลด์ เกรแฮม เสนอรางวัล 100 ดอลลาร์สำหรับวิธีแก้ปัญหา ซึ่งปัจจุบันรางวัลนี้ตกเป็นของ มาริน เฮอ เล [ 1 ]