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Tverberg型定理和分数阶Helly性质。 (英语) Zbl 1235.52002号

柏林:TU Berlin、Fakultät II、Mathematik und Naturwissenschaften(Diss.)。146页。(2006).
概述:本文的主要部分涉及特弗伯格定理、拓扑特弗伯格公式和Sierkma的Dutch cheese猜想。使用不同的方法,我们获得了新的Tverberg型定理:Tverberg-划分数的下界,以及带约束的Tverberg定理。最后一章专门讨论分数Helly属性。在这里我们得到了一个拓扑分数Helly定理。讨论了Kalai、Matoušek和Meshulam对有界同源VC-维族的可能推广。
Helge Tverberg在1966年证明了在(d)维欧氏空间中的任何一组(d+1)(q-1)+1)点都可以划分为(q)不相交的子集,使得它们的凸包具有非空交集。Sierkma在1979年推测,这样的Tverberg分区不仅有一个,而且至少有一个((q-1)!)^d)其中许多。Bárány、Shlosman和Szücs将素数q的Tverberg定理推广到所谓的素数拓扑Tverberg\(q)。这一结果已被几位作者推广到素数\(q\),例如1986年的Özyadin和1996年的Volovikov。根据Matoušek的观点,“任意q的拓扑Tverberg定理的有效性是拓扑组合学中最具挑战性的问题之一”。
第一章详细介绍了本课题以及本论文所需的工具。
在第二章中,我们应用拓扑组合学中的等变方法得到了新的Tverberg型定理。结合Vućić和Zivaljević的ansatz和Volovikov方法,我们给出了素数幂(q)的Tverberg分区数的下限。受Schöneborn和Ziegler(2005)工作的启发,我们引入了约束图的概念:两个相邻顶点最终位于Tverberg分区的不同块中。这使我们对拓扑特弗伯格定理进行了推广,我们称之为“带约束的特弗伯格公式”。在我们的证明中,我们得到了新棋盘型复合体的连通性结果。在此基础上,我们将一般项链从Vućić和Zivaljević的分裂数的下限扩展到素数幂。
在第3章中,我们首次获得了任意(q)下的Tverberg分区数的非平凡下界。在这里,我们使用了一个名为Birch分区的概念,该概念是由Birch于1959年提出的,用于证明Tverberg的定理(d=2)。Birch和Tverberg分区密切相关。我们证明了桦木隔板数的均匀性和下限。Deza等人(2005)的彩色单纯形数量的结果以及第4章中概述的计算机项目刺激了部分结果。
应用带约束的拓扑Tverberg定理,给出了素数幂(q)的Tversberg点个数的下界。结合这个下界和本章中Tverberg分区数的下界,我们再次改进了素数幂的Tverberg-分区数的下限。这就解决了Sierkma关于平面上一类广泛的点集的猜想(q=3)。此外,我们还讨论了关于Birch划分数的结果的拓扑版本。我们举出了一些例子,表明这些结果不会立即传递到拓扑设置中。
在第4章中,我们讨论了一个计算机项目的结果,它帮助我们查看了许多很多示例。这个项目激发了第2章和第3章的结果,也导致了一系列开放问题。
第五章独立于前几章,讨论了Katchalski和Liu(1979)对有限凸集族的分数阶Helly定理的推广。我们的主要结果是推广了Alon等人(2003)的结果的拓扑分数Helly定理。该证明基于谱序列参数。在我们的过程中,我们对Björner(2003)提出的神经定理的同源版本提出了一个很好的简短证明。此外,我们还研究了分数Helly性质与同调VC-维数的关系。本讨论的动机是由Bárány和Matoušek(2003)提出的有限族有界VC-维的分数Helly定理以及Kalai(2004)的技术报告。

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52-02 关于凸几何和离散几何的研究综述(专著、调查文章)
52A35型 Helly型定理与几何断面理论
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