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离散盒子{0,1,2}^d双重覆盖的新界

组合数学 2026-07-10 v1

摘要

A={0,1,2}dA=\{0,1,2\}^d的真子盒子是乘积S1××SdS_1\times\dots\times S_d,其中每个Si{0,1,2}\varnothing\neq S_i\subsetneq\{0,1,2\}。双重覆盖是覆盖AA的每个点恰好两次的真子盒子的有限多重集;记f(d)f(d)为双重覆盖的最小大小。Leader、Milicevic和Tan询问是否对所有dd都有f(d)2df(d)\ge 2^d(Charton-Ellenberg-Wagner-Williamson的PatternBoost论文中的问题4.1),类似于Alon-Bohman-Holzman-Kleitman划分界2d2^d。此前,对于任何d2d\ge 2,只知道平凡的体积界。我们证明了第一个非平凡下界。奇偶性论证的模精细化给出f(d)2d+1/(d+1)f(d)\ge 2^{d+1}/(d+1);切片论证给出f(4)19f(4)\ge 19f(5)33f(5)\ge 33,两者都高于2d2^d,解决了d=4,5d=4,5的问题——这是超越平凡已知的d3d\le 3的首批情形。更精细的“线刚性”论证得到f(6)60f(6)\ge 60,突破了轮廓统计障碍(此处显示上限为5757)。这在Lean 4中得到了形式化验证:f(6)60f(6)\ge 60仅基于三个标准Mathlib公理进行了机器检查。在上界方面,维数提升构造f(r+3)62r+3f(r)f(r+3)\le 6\cdot 2^r+3f(r)给出f(6)81f(6)\le 81(改进了已知的8282)以及渐近地f(d)(65+o(1))2df(d)\le(\tfrac65+o(1))2^d;一个改进将常数提高到87\tfrac87。这在PatternBoost的降低其常数1.281.28的问题上取得了部分进展,并从d=7d=7起反驳了闭式猜想f(d)=52d2+1f(d)=5\cdot 2^{d-2}+1。综合起来,60f(6)8160\le f(6)\le 81。最后,我们分离出构造侧的障碍——一个“S+c=2^j+1”现象,每个骨架恰好位于划分界之后一个盒子——并表明它与Leader-Milicevic-Tan问题本身是一体的。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.09014,
  title  = {New bounds for double covers of the discrete box {0,1,2}^d},
  author = {Patrick White},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.09014},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages. The lower bound f(6)>=60 is formally verified in Lean 4 (Mathlib). Verification code and certificates: https://github.com/pw/box-double-covers