目标
规约路径(Reynolds 2026 框架 + 本项目工作)
路径 1 — 叶子归纳的联合猜想 $P'(n)$
若对任意顶点数 $\le n$ 的树 $T$,IP 单峰,且移除任意叶子后众数移动 $\le 1$,则 #993$(n+1)$ 成立。
- 桥引理 2.16(Reynolds):众数距离 $\le 1$ 的单峰序列之和仍单峰
- $d = 2$ 情形:定理 2(本工作)—— 众数差 $\le 2$,由桥引理收紧
- $d \ge 3$ 且差 $\le 2$:由桥引理直接得
- $d \ge 3$ 且差 $\ge 3$:缺少质量比子引理
路径 2 — ECMS(边收缩平均位移,Reynolds 猜想 4.3)
对任意树 $T$ 和边 $e$:$|\mu(T) - \mu(T/e)| < 1$,其中 $\mu(T) = I'(T;1)/I(T;1)$ 是独立集大小的期望。
- 局部项 $\in (0, 1/2)$:已证
- 距离 1 项 $|S_1| < 0.355$:Reynolds 命题 4.6
- 距离 $\ge 2$ 项 $< 0.145$:相关衰减部分仍开放
- 本项目经验验证:10 亿+ 条边
路径 3 — 猜想 A($d_{\text{leaf}} \le 1$ 时众数 $\le \lfloor n/3 \rfloor + 1$)
对每个顶点至多有一个叶邻居的树,众数有上界。
- 均值上界 $\mu(T) < n/3$:Reynolds 推论 3.14
- 猜想 3.6(众数 $\le \lceil \mu \rceil$):对非对数凹树仍开放
- 本项目验证:170 万+ 棵树,零反例
基础瓶颈 —— 单点删除位移界
对任意树 $T$ 和顶点 $w$:$|\mu(T) - \mu(T \setminus w)| < 1$。
- 经验:11 亿+ 对验证,最大值约 0.6–0.7
- "$\le 1/2$ via FKG" —— 本次被 $K_{1,5}$ 叶子删除 = $0.513$ 反驳
- 朴素相关衰减对最大度 $\ge 3$ 发散,需要更精细的分析
本 session 发现的副猜想
验证:21.5 万棵 lobster,100% 对数凹。其中 36% 是对数凹但非实根,所以这个猜想超出了 Wang-Zhu / Bencs 实根技术能处理的范围。
本 session 已严格证明(仅代数)
- 定理 2:$d = 2$ 情形众数差 $\le 2$
- 定理 3:一般度 $d$,众数差 $\le d$
- 引理 A:$\sigma \ge \varphi-1 \Rightarrow$ 双重下降占优(代数恒等式 $(\sigma-1)(\sigma^2+\sigma-1) \le 0$)
- 恒等式:$I(T_e) = (1+x)\, I(T/e) + x f$,$f = P_u + P_v - P_{uv}$
- 恒等式:$I(T_e) = I(T - e) + x\, I(T \setminus \{u,v\})$
- 恒等式:$I(T) = I(T - e) - x^2 P_{uv}$
- 均值位移公式:$\mu(T_e) - \mu(T) = (1 - \alpha)(1 + \mu(T/e) - \mu(T))$
本 session 被反驳 / 撤回
- ❌ Lobster $k \le 1 \Rightarrow$ 实根($K_{1,3}$ 反例)
- ❌ $|\Delta\mu| \le 1/2$ via FKG($K_{1,5}$ 叶子删除 $= 0.513$)
- ❌ "移除一个顶点会单调增加所有 $p_v$" —— 距离 2 处假
- ❌ 朴素相关衰减证 $|\Delta\mu| < 1$(最大度 $\ge 3$ 发散)
- ❌ 最小度 $\le 2 \Rightarrow$ 正位移(规约后又回到 $|\Delta\mu| < 1$)
实验规模
| 猜想 | 验证规模 |
|---|---|
| 顶点删除 $|\Delta\mu| < 1$ | 11 亿+ |
| ECMS $|\Delta\mu_{\text{contract}}| < 1$ | 10 亿+ |
| 联合猜想 $P'(n)$ | 3.76 亿+ |
| $\mu$ 位移符号 × 最小度 | 1.5 亿+ |
| Lobster 对数凹 | 21.5 万 |
| 猜想 3.6(众数 - 均值) | 170 万+ |
| $f$ 多项式单峰 | 170 万+ |
| 原子检查总数 | 约 25 亿 |