“共同邻域计数广泛用于禁四圈图、关联几何、集合相交与数据库矩形问题。依赖随机选择保留了同一核心直觉,却不只数平均的 $s$ 元组:它从高平均度中抽取一个较大顶点集,使其中每个小子集都有许多共邻…”
形式陈述
依赖随机选择是一族从高平均度图中寻找“每个小子集都有许多共同邻点”的方法。一个标准引理如下。设
则存在
二分图版本从一侧有放回地抽取
直觉
随机选一个顶点时,高度顶点更容易落入它的邻域;同时选
名称中的“依赖”指最终选出的顶点通过共享随机样本而相关,并非先假设原图边独立。输入图可以完全确定;随机性只存在于证明过程。它是概率方法:通过期望界证明至少一次抽样达到所需规模与结构。
引理证明
从
令
由一阶矩,某次抽样满足
例子与边界
设二分图左侧为
从
若恰抽到
引理控制的是
推论与应用
有了“每个小子集都有许多共邻点”,可以按一侧顶点的顺序贪心嵌入二分图:每放入一个新顶点,都从尚未耗尽的共同邻域选像。由此可证明一侧最大度至多
KST 定理也围绕共同邻域计数,但直接把总量上界与度数凸性下界比较。上述 DRC 引理则独立地抽样、控制坏组并删点,得到一个子集中“每个小组都有许多共邻”的一致性;其证明没有调用 KST 的极值结论。二者可以用于相近的密度尺度,DRC 的一致性还便于嵌入更复杂的二分图,却不替代具体 Zarankiewicz 问题中的精确计数。
参考资料
- Jacob Fox and Benny Sudakov, “Dependent random choice,” Random Structures & Algorithms 38 (2011), 68–99.
- Noga Alon and Joel H. Spencer, The Probabilistic Method, 4th ed., Wiley, 2016, “Probabilistic Lens: Turán Numbers and Dependent Random Choice,” p. 317.
- Yufei Zhao, Graph Theory and Additive Combinatorics: Exploring Structure and Randomness, Cambridge University Press, 2023, Section 1.7.