Problem 1

Task 1

如若不然:设存在边 ,满足 是唯一包含 的超边,那么将 染成红色,将 剩下的点染成蓝色,再将 f 之外的所有点染成红色,即可满足 f 自己不同色,其他边(必然与 有且仅有一个非 的交点,其为蓝色,而剩下的点(由边大小大于等于 3 知存在)为红色)亦不完全同色,故 可二染色,矛盾!

Task 2

显然 ,不可能有多于一条超边同时包含这个点对,故只需证不可能存在这样的点对,使得没有一条超边同时包含他们

如若不然:设存在这样的 ,取定

由假设

考虑这样的构造: 染为红色, 染成蓝色, 染成红色。则 不同色,任何 之外的超边 必然存在红点(由于 的交点个数至多为 2,而 包含的点数不小于三个)。而其与 的交点不可能分别为 ,否则与假设矛盾,故这两个交点(可能重合,则此时为蓝点,由于 )至少有一个为蓝点,故 也不同色,即我们构造了一个 2-染色,矛盾!证毕

Problem 2

这题一开始思路错了,“至少有一个”常是最直接的期望线性性..

对每个点进行从颜色 的随机染色,对任给

满足

故总异色边数 满足

故至少有一种染色方式,使得存在一个大于等于 的异色子图,即证

Problem 3

我们设对 A 的 n 个列向量进行随机排列后,不存在 t 长度单调子序列的事件为 ,第 i 行存在这样的单调子序列的事件为 ,则有

下证

对于任意的子序列

T 满足排列后单调的概率为

只需证

不大于 1(放缩略,可以用数值看出来),故必然存在无这样单调子序列的情况

最后一个不等号基于

Problem 4

注意到

这表明

所以至少有一种

亦即

其不可改进性来自如若 的一组正交单位基,