和集与积集上的Erdős–Szeméredi问题

摘要

本文的基本主题是,如果$A$是一个有限的整数集,那么和集和积集不可能都很小。根据Erdős-Szemerédi[E-s],下面的猜想1是对这一事实的精确表述。(有关方面,请参见[El]、[T]和[K-T]。)目前只知道这个猜想的较弱的结果或非常特殊的情况。一种方法是假设和集$A+A$较小,然后导出积集$AA$较大(使用Freiman的结构定理)(参见[N-T],[Na3])。我们遵循相反的路径,证明了如果$|AA|<c|A|$,那么$|A+A|>c^\prime|A|^2$(参见定理1)。这种现象的定量版本与普吕内克类型的不平等(由于Ruzsa)相结合,使我们能够完全解决[E-S]中关于千美元增长的相关猜测。如果\[g(k)\equiv\text{min}\{|A[1]|+|A\{1\}|\}\]over all set$A\subset\Bbb Z$of cardinality$|A|=k$,其中$A[1]$(分别是$A\{1\}$)表示$A$元素的简单和(分别是乘积)。(见(0.6)、(0.7)。)据[E-S]推测,$g(k)$的增长速度超过$k$对$k\rightarrow\infty$的任何幂。我们将在这里证明$lng(k)\sim\frac{(lnk)^2}{lnk}$(见定理2),这是本文的主要结果。

作者

梅竹昌

美国加州大学河滨分校数学系,邮编92521