Vélemény Matolcsi Máté Fourier Analysis in Additive Problems

Hasonló dokumentumok
A Fourier analízis válogatott alkalmazásai. Matolcsi Máté

Hadamard-mátrixok Előadó: Hajnal Péter február 23.

A 2015/2016. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló MATEMATIKA III. KATEGÓRIA (a speciális tanterv szerint haladó gimnazisták)

MATEMATIKA EMELT SZINTŰ SZÓBELI VIZSGA TÉMAKÖREI (TÉTELEK) 2005

dc_823_13 Fourier analízis additív problémákban Doktori értekezés tézisei Matolcsi Máté Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet Budapest

1. Generátorrendszer. Házi feladat (fizikából tudjuk) Ha v és w nem párhuzamos síkvektorok, akkor generátorrendszert alkotnak a sík vektorainak

MATEMATIKA EMELT SZINTŰ SZÓBELI VIZSGA TÉMAKÖREI (TÉTELEK) 2012

1. Mondjon legalább három példát predikátumra. 4. Mikor van egy változó egy kvantor hatáskörében?

Gráfelmélet/Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. 13. Előadás

OTKA-PF részletes zárójelentés

VIK A2 Matematika - BOSCH, Hatvan, 3. Gyakorlati anyag. Mátrix rangja

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Algebra es sz amelm elet 3 el oad as Nevezetes sz amelm eleti probl em ak Waldhauser Tam as 2014 oszi f el ev

Fraktálok. Kontrakciók Affin leképezések. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék. TARTALOMJEGYZÉK Kontrakciók Affin transzformációk

Matematika szigorlat június 17. Neptun kód:

Skalárszorzat, norma, szög, távolság. Dr. Takách Géza NyME FMK Informatikai Intézet takach/ 2005.

Geometria 1 normál szint

Parkettázó és spektrális halmazok vizsgálata Fourier analízissel

Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. 11. Előadás. Előadó: Hajnal Péter Jegyzetelő: Szarvák Gábor november 29.

Diszkrét matematika I. gyakorlat

Függvények Megoldások

Funkcionálanalízis. n=1. n=1. x n y n. n=1

Az osztályozóvizsgák követelményrendszere MATEMATIKA

Ramsey-féle problémák

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

Az R halmazt a valós számok halmazának nevezzük, ha teljesíti az alábbi 3 axiómacsoport axiómáit.

1. Absztrakt terek 1. (x, y) x + y X és (λ, x) λx X. műveletek értelmezve vannak, és amelyekre teljesülnek a következő axiómák:

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Számelméleti alapfogalmak

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

A derivált alkalmazásai

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

0-49 pont: elégtelen, pont: elégséges, pont: közepes, pont: jó, pont: jeles

Lineáris algebrai módszerek a kombinatorikában 2.

Kvadratikus alakok és euklideszi terek (előadásvázlat, október 5.) Maróti Miklós, Kátai-Urbán Kamilla

Opponensi vélemény. Dósa György Tightness results for several variants of the First Fit bin packing algorithm (with help of weighting functions)

és annak H részcsoportja úgy, hogy a [H, G] intervallum (azaz a G-beli, H-t tartalmazó részcsoportok hálója) L-lel izomorf legyen?

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

MATEMATIKA TANMENET 9.B OSZTÁLY FIZIKA TAGOZAT HETI 6 ÓRA, ÖSSZESEN 216 ÓRA

Kisérettségi feladatsorok matematikából

6. Függvények. 1. Az alábbi függvények közül melyik szigorúan monoton növekvő a 0;1 intervallumban?

FFT. Második nekifutás. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék október 2.

Fourier transzformáció

2) = 0 ahol x 1 és x 2 az ax 2 + bx + c = 0 ( a,b, c R és a 0 )

Első zárthelyi dolgozat megoldásai biomatematikából * A verzió

3. Fuzzy aritmetika. Gépi intelligencia I. Fodor János NIMGI1MIEM BMF NIK IMRI

Diszkrét matematika gyakorlat 1. ZH október 10. α csoport

Osztályozóvizsga és javítóvizsga témakörei Matematika 9. évfolyam

3. Lineáris differenciálegyenletek

A szemidefinit programozás alkalmazásai a kombinatorikus optimalizálásban című jegyzetemhez

SZÁMÍTÁSTUDOMÁNY ALAPJAI

11. Előadás. 11. előadás Bevezetés a lineáris programozásba

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Számelmélet I.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar. Additív számelméleti függvények eloszlása

ismertetem, hogy milyen probléma vizsgálatában jelent meg ez az eredmény. A kérdés a következő: Mikor mondhatjuk azt, hogy bizonyos események közül

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé.

TARTALOM. Előszó 9 HALMAZOK

26. MINIMÁLIS KÖLTSÉGŰ UTAK MINDEN CSÚCSPÁRRA

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

Az állítást nem bizonyítjuk, de a létezést a Paley-féle konstrukció mutatja: legyen H a

1. feladatsor: Vektorterek, lineáris kombináció, mátrixok, determináns (megoldás)

Bevezetés az algebrába 2 Vektor- és mátrixnorma

Diszkrét démonok A Borsuk-probléma

Diszkrét matematika 2.

A szimplex algoritmus

Miért fontos számunkra az előző gyakorlaton tárgyalt lineáris algebrai ismeretek

Mindent olyan egyszerűvé kell tenni, amennyire csak lehet, de nem egyszerűbbé. (Albert Einstein) Halmazok 1

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT Függvények

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Mikor van egy változó egy kvantor hatáskörében? Milyen tulajdonságokkal rendelkezik a,,részhalmaz fogalom?

Diszkrét matematika 1. estis képzés. Komputeralgebra Tanszék ősz

Vektorterek. Wettl Ferenc február 17. Wettl Ferenc Vektorterek február / 27

Klasszikus algebra előadás. Waldhauser Tamás március 24.

Nagyságrendek. Kiegészítő anyag az Algoritmuselmélet tárgyhoz. Friedl Katalin BME SZIT február 1.

2) Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét! (3pont)

Diszkrét matematika 1.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Matematika alapjai; Feladatok

MATEMATIKA TANMENET. 9. osztály. 4 óra/hét. Budapest, szeptember

Matematika pótvizsga témakörök 9. V

Számelmélet, műveletek, egyenletek, algebrai kifejezések, egyéb

A Riemann-Siegel zeta függvény kiugró értékeinek keresése. A matematikai egyik legnehezebb problémája, avagy a prímszámok misztériuma

6. Függvények. Legyen függvény és nem üreshalmaz. A függvényt az f K-ra való kiterjesztésének

I. Gondolkodási módszerek: (6 óra) 1. Gondolkodási módszerek, a halmazelmélet elemei, a logika elemei. 1. Számfogalom, műveletek (4 óra)

Determinánsok. A determináns fogalma olyan algebrai segédeszköz, amellyel. szolgáltat az előbbi kérdésekre, bár ez nem mindig hatékony.

RSA algoritmus. P(M) = M e mod n. S(C) = C d mod n. A helyesség igazoláshoz szükséges számelméleti háttér. a φ(n) = 1 mod n, a (a 1,a 2,...

2016, Diszkrét matematika

352 Nevezetes egyenlôtlenségek. , az átfogó hossza 81 cm

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy

Matematika A1a Analízis

Számelmélet (2017. február 8.) Bogya Norbert, Kátai-Urbán Kamilla

2018, Diszkre t matematika. 10. elo ada s

Mat. A2 3. gyakorlat 2016/17, második félév

Matematika (mesterképzés)

Számelmélet Megoldások

HHF0CX. k darab halmaz sorbarendezésének a lehetősége k! Így adódik az alábbi képlet:

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Átírás:

Vélemény Matolcsi Máté Fourier Analysis in Additive Problems című doktori értekezéséről A disszertáció alapjául a szerző 12 dolgozata szolgál. E dolgozatok közül kettő egyszerzős, ezek a Proc. Amer. Math. Soc. és Studia Sci. Math. Hungar. folyóiratokban jelentek meg. A többszerzős cikkek nagyobb részében Kolountzakis vagy Ruzsa Imre voltak társszerzők, mások mellett. A többszerzős cikkek is rangos folyóiratokban jelentek meg (Integers, J. Fourier Anal. Appl., Additive Number Theory (Nathanson-Festschrift)), egyikük pedig az egzotikus J. of Math. and Music-ban. Az utóbbi cikknek valóban vannak zenei vonatkozásai, amennyiben Z d bizonyos parkettázásai felhsználhatóak zenei kánonok kompozíciójához. Előrebocsátom, hogy a disszertációnak ezen dolgozatokra alapuló eredményeit új tudományos eredményként fogadom el. A disszertáció egy bevezetésből és három fő részből áll (2., 3. és 4. fejezet), melyeket egy 145 tételből álló irodalomjegyzék követ. A 2. fejezet a diszkrét Abel-csoportok parkettázásaival foglalkozik, ezen belül a Fuglede-sejtéssel és a sejtéssel kapcsolatos kutatásokban is nagy szerepet játszó komplex Hadamard-mátrixokkal. A témakör alapproblémája a következő. Legyen G egy Abel-csoport. Adott (véges) A G halmazról döntsük el, hogy parkettázza-e G-t, azaz hogy G kirakható-e az A halmaz diszjunkt eltolt példányaival. A G = Z esetben ismeretes, hogy minden véges halmazzal való kirakás periodikus, és ennek alapján megadható olyan algoritmus, amely bármely véges A Z halmazról eldönti, hogy parkettázza-e Z-t. De az már nem ismert, hogy vannak-e közvetlenül ellenőrizhető számelméleti feltételek, amelyek eldöntik, hogy egy adott véges halmaz parkettázza Z-t. Ilyen elégséges feltételek ismertek, de megoldatlan, hogy ezek szükségesek-e. A parkettázásra vonatkozó eldöntésprobléma már a G = Z 2 esetben is megoldatlan. Az első nehézséget az jelenti, hogy a Z 2 rács parkettázásai nem feltétlenül periodikusak. Grünbaum és Shepard sejtették a 80-as években, hogy ha egy véges halmaz parkettázza Z 2 -et (vagy általában Z d -t), akkor olyan parkettázás is van az adott halmazzal, ami periodikus. Ez a sejtés a mai napig megoldatlan. 1

A fentiek mutatják, hogy egészen alapvető kérdéseket tartalmazó és minden jel szerint nagyon nehéz témáról van szó. Fontos leszögezni, hogy Matolcsi Máté ebben a témában ért el új és nem egyszer áttörő jelentőségű eredményeket. B. Fuglede több, mint 40 éve fogalmazta meg azt a sejtést, amely az eldöntésproblémának rendkívül frappáns megoldását adta volna. A sejtés szerint egy (korlátos, nyílt) Ω halmaz akkor és csak akkor parkettázza az R d teret, ha a halmaz spektrális, azaz, ha karakterek egy alkalmas halmaza bázist alkot L 2 (Ω)-ban. Ez azért oldotta volna meg az eldöntésproblémát, mert Kolountzakis és Matolcsi Máté egy tétele szerint (Proposition 2.2.9. a diszszertációban) egy véges A Z d halmaz akkor és csak akkor parkettázza Z d -t, (illetve akkor és csak akkor spektrális), ha az Ω = A + (0, 1) d nyílt halmaz parkettázza Z d -t (illetve spektrális R d -ben). Tehát, ha a Fuglede-sejtés igaz R d -ben, akkor Z d -ben is igaz. Azt pedig könnyű ellenőrizni, hogy egy véges halmaz spektrális-e Z d -ben. A Fuglede-sejtés hamis: T. Tao megmutatta 2004-ben, hogy d 5-re van olyan halmaz R d -ben, amely spektrális, de nem parkettáz. Mindazonáltal a Fuglede-sejtés azok közé a sejtések közé tartozik, amelyek inspirálóak és megtermékenyítőek maradnak azután is, hogy megcáfolják őket. A Fugledesejtés esetében ennek az az oka, hogy egyrészt sok speciális esetben (az Ω halmazra tett bizonyos megszorítások mellett) igaznak bizonyult, másrészt az, hogy a parkettázó halmazok és a spektrális halmazok osztályai sok hasonlóságot mutatnak. Miután tudjuk, hogy a sejtés hamis, ezek a jelenségek még rejtélyesebbnek tűnnek. A parkettázó halmazok és a spektrális halmazok hasonlóságai közül sokat Matolcsi Máté tárt fel. Ezek közül kiemelem a Proposition 2.2.12-t, amely Z d egy véges részhalmazának parkettázó, illetve spektrális tulajdonságát visszavezeti egy (mod n) redukcióval kapott, elég nagy elemszámú alkalmas véges Abel-csoport részhalmazának hasonló tulajdonságára. Ez egyrészt új párhuzamot mutat a parkettázó halmazok és a spektrális halmazok között, másrészt lehetővé teszi, hogy az ellenpéldákat véges csoportokban keressük. Ugyancsak fontosak azok a szintén Matolcsi Mátétól származó tételek, amelyek szerint minden véges Abel-csoportban, továbbá Z d -ben bármely legfeljebb ötelemű spektrális halmaz parkettáz (Proposition 2.2.18 és Proposition 2.2.20). Ez egyrészt azért érdekes, mert hatelemű halmazokra az állítás nem igaz, másrészt mert a témakörben több összefüggésben is a szólásnak megfelelően az ötről hatra jutás a nehéz. 2

A negatív eredmények között a legélesebb eredmények (a rekordok ) közül több is Matolcsi Mátétól és Kolountzakis-tól származik. Így az a tétel is (Theorem 2.2.21), hogy már Z 3 -ban és R 3 -ben is vannak olyan spektrális halmazok, amelyek nem parkettáznak. (Egy- és kétdimenzióban ez még megoldatlan. Még az sem ismert, hogy négy intervallum uniójára van-e ellenpélda R-ben.) A témában a legfontosabb negatív eredmény ugyancsak Matolcsi Máté és Kolountzakis tétele (Theorem 2.2.27 a diszzertációban), amely szerint R 3 - ban van olyan halmaz, amely parkettáz, de nem spektrális. Ezek szerint a Fuglede-sejtés egyik irányban sem igaz. A disszertéció egyik vezérmotívuma a komplex Hadamard-mátrixok keresése. A Fuglede-sejtéssel való kapcsolatot az adja, hogy egy Ω = {t 1,..., t k } G halmaz akkor és csak akkor spektrális, ha vannak olyan γ 1,..., γ k karakterek, amelyekre teljesül, hogy a γ i t j (i, j = 1,..., k) elemek egy komplex Hadamard-mátrixot alkotnak, azaz minden elem abszolút értéke 1, és a sorok (és így az oszlopok is) C k egy ortogonális bázisát alkotják. A Theorem 2.2.21 bizonyítása mindössze annyi, hogy a szerzők találnak egy egészekbből álló 3 6 méretű és egy másik, 6 3 méretű mátrixot, melyek szorzata egy olyan 6 6-os (a jk ) mátrix, amelyre (e 2πia jk/8 ) komplex Hadamard-mátrix. Ekkor az első mátrix oszlopai, mint Z 3 8 elemei egy 6 elemű spektrális halmazt alkotnak, ami nem parkettázza Z 3 8-t, mert az elemszáma nem osztója Z 3 8 elemszámának, egy 2-hatványnak. A nehézség persze abban áll, hogyan keressünk ilyen mátrixokat. Ezekhez a példákhoz minél több komplex Hadamard-mátrixot kellene ismernünk. Azonban és ez a laikus számára elképesztő a k k méretű komplex Hadamardmátrixok teljes leírása csak k 5-re ismeretes. (Erre utaltam az ötről hatra jutás nehézségeinek említésekor.) Mivel pedig komplex Hadamardmátrixokra az elméleti fizikában nagy szükség van (ahogy Matolcsi Máté írja, a kvantum-tomográfiában és a kvantum-információelméletben használják őket, bármit jelentsenek is ezek a kifejezések), így a fizikusok folytonosan keresik a komplex Hadamard-mátrixok új családjait. Ezért van az, hogy a disszertáció számos referenciája a J. Physics cikkeire hivatkozik, és hogy Matolcsi Máté is publikált ebben a folyóiratban. A disszertáció második fejezete egy olyan konstrukcióval végződik, amely a Fuglede-sejtéssel kapcsolatos elméleti háttér felhasználásával új, a fizikusok által még nem felfedezett 8 8 méretű komplex Hadamard-mátrixokat ad meg. 3

A disszertáció 3. fejezetének első része Delsarte-nak egy 40 évvel ezelőtt bevezetett módszerét alkalmazza. Itt valójában a véges Fourier-transzformáltak alkalmazásáról van szó. Azonban nem teljesen világos előttem, hogy ezt a módszert Delsarte már alkalmazta-e vagy pedig a módszer a Delsarteegyenlőtlenség egy későbbi, Fourier-transzformáltakat alkalmazó formájából fejlődött ki. A utóbbi esetben jó lenne látni a módszer közvetlenebb forrásait. Az ún. Turán-problémával való kapcsolatról Révész Szilárd írt egy összefoglaló cikket 2011-ben. A fejezetnek ez a része egy Ruzsa Imrével közös dolgozaton alapszik. Ebben kiindulnak egy G véges Abel-csoportból, és egy A G halmazból, amely 0-ra szimmetrikus, és amelyre 0 A. A cél minél jobb becsléseket találni a (A) = max{ B : B G, (B B) A = {0}} és (A) = max{ B : B G, (B B) A} mennyiségekre. Ennek érdekében négy mennyiséget vezetnek be, amelyek variánsai a λ(a) konstansnak (az ún. Turán-kostans): ez f(0) minimuma, ahol f végigfut azon függvényeken, melyek tartója A, a Fourier-transzformáltja mindenütt nemnegatív, és az A-n vett integrálja 1. A szerzők megállapítják a szereplő mennyiségek közötti alapvető összefüggéseket; ezek közül a komplementer halmazra vonatkozó dualitás (Theorem 3.1.12) különösen érdekes és hasznos. Itt a fő eredmények a véletlen A halmazhoz tartozó λ, λ +, λ, λ ± konstansok becslése a paraméterek megfelelő választása esetén (Theorem 3.1.28 és 3.1.6), illetve az ebből nyerhető becslések (A)-ra és (A)-ra ugyancsak véletlen A halmazokra. A fejezet második részében a szerző azt vizsgálja, hogy ha p egy 4k + 1 alakú prím, akkor hány olyan maradékosztály adható meg (mod p), hogy bármely kettő különbsége kvadratikus nem-maradék legyen (Paley-gráf). Régóta ismeretes volt, hogy ezek maximális s(p) számára fennáll az s(p) p becslés, amit évtizedekig nem sikerült javítani. A Theorem 3.2.2 tételben a szerző megmutatja (egy Bachoc-kal és Ruzsa Imrével közös cikk alapján, a véges Fourier-transzformáltak módszerét használva), hogy a 4k + 1 alakú prímek aszimptotikusan háromnegyedére a szemernyivel jobb s(p) p 1 becslés is igaz. Ez nem látszik jelentős javításnak, de tudjuk, hogy új módszerekkel talált élesítések később jelentős áttörésekhez vezethetnek (l. az ikerprímsejtéssel kapcsolatos fejlemények történetét). 4

A fejezet harmadik részében a szerző visszatér kedvenc Hadamard-mátrixaihoz. A fejezetnek ez a része egy saját, és egy többszerzős dolgozaton alapszik. Amint itt megtudjuk, a fizikusoknak nem is annyira a komplex Hadamardmátrixok kellenek, hanem az ezek rendszereivel leírható ún. kölcsönösen torzítatlan bázisok (MUB-k). Ezek olyan ortonormált bázisok C d -ben, amelyekre teljesül, hogy bármely két, különböző bázishoz tartozó vektor skaláris szorzatának abszolút értéke ugyanaz. Ismeretes, hogy legfeljebb d + 1 ilyen bázist lehet megadni, és hogy ennyi meg is adható, ha d prímhatvány. A nem-prímhatvány d-k esete megoldatlan; már d = 6 esetén sem ismert a maximális MUB-k száma. Csak néhány éves eredmény, hogy a d = 2, 3, 4, 5 dimenziókban a komplex Hadamard-mátrixok segítségével leírt MUB-k elemei szükségképpen egységgyökök, méghozzá d = 3, 4, 5 esetén d-edik egységgyökök. Ezért különösen érdekes az a tétel (Proposition 3.3.7) amely szerint, ha d = 6-ra van 7-elemű, komplex Hadamard-mátrixok segítségével leírt MUB, akkor ezek elemei nem lehetnek mind 6-ik egységgyökök (sőt 12-edik egységgyökök sem). A fejezetnek ez a része számos további eredményt tartalmaz, amelyek mind abba az irányba mutatnak, hogy d = 6 esetén a d + 1-es felső korlát minden valószínűség szerint nem a legjobb. (Egy sejtés szerint az érték 3.) A disszertáció 4. fejezete Gyarmati Katalinnal és Ruzsa Imrével közös eredményeket ismertet. A fejezet eredményei egészek, illetve vektorok összeghalmazainak méretére ad becsléseket. A számos eredmény közül kiemelem a rendkívül figyelemreméltó 4.2.5. Tételt, amely Freiman egy tételének messzemenő általánosítása. Freiman tétele azt állítja, hogy ha A R d olyan véges halmaz, amely nem fedhető le d 1-dimenziós hipersíkkal, akkor A + A A (d + 1) d(d + 1). 2 A 4.2.5. Tétel szerint, ha A, B R d véges halmazok, B nem fedhető le d 1-dimenziós hipersíkkal, és A része B konvex burkának, akkor ( ) ( ) d + k d + k A + kb A k. k k + 1 Ha k = 1 és B = A, akkor megkapjuk Freiman tételét. A disszertációról elmondható, hogy 90 oldalnyi gyönyörű matematika, tökéletes prezentációban. Az anyag szépsége részben a vizsgált problémák természetességéből fakad, részben azokból az összefüggésekből, amelyeket a szerző a 5

matematika különböző területei között feltár és felhasznál. Fourier-analízis, geometria, kombinatorika és számelmélet keveredik csaknem mindegyik gondolatmenetben. Ide sorolom a fizikával való szoros kapcsolatot is, és mindezeken kívül még a zenei vonatkozás is megemlíthető. A hibátlan angolsággal és rendkívüli gondossággal megírt disszertáció élvezetes olvasmány. A szerző nagy gondot fordított arra, hogy az olvasó pontos képet kapjon a problémák és módszerek történetéről és összefüggéseiről (bár a Delsarte-módszer esetében kicsit bőbeszédűbb lehetett volna). Különösen érdekesek az esetleges későbbi vizsgálatokra vonatkozó fejtegetések; kiemelem a 76-78. oldalakon található Future prospects című részt, amely a k-adik hatványokat elkerülő különbségek kérdését, az egységhosszúságú távolságot nem tartalmazó halmazok problémáját és a Littlewood-sejtést ismerteti, és a felhasznált módszereknek ezek megoldásában való lehetséges alkalmazásait tárgyalja. A bizonyítások nagyobbik része megítélésem szerint nem túl nehéz, habár az olvasót félrevezetheti a tökéletes leírás, amelyben minden lépés természetesnek tűnik. Persze van néhány igazi nehéz bizonyítás is. Ilyen mindenekelőtt a Theorem 2.2.27 bizonyítása. (Ez a 2. fejezet egyik fő eredménye, amely szerint Z 3 -ben van olyan véges halmaz, amely parkettáz, de nem spektrális.) Ennek a bizonyítása különösen a Proposition 2.2.26-é, amelyben ügyesen vannak kijátszva a (mod 8) és (mod 24) maradékosztályok egymás ellen rendkívül ravasz. A Delsarte-módszernek titulált részben a λ-típusú menynyiségek közötti összefüggések bizonyítása beleértve a hasznos komplementer-dualitásét is tulajdonképpen egyszerű és természetes. Ez korántsem kritika akar lenni, épp ellenkezőleg. Ebben a részben ugyanis a lényeges újdonság az állításokban rejlik, nem abban, hogy a bizonyításuk mennyire nehéz. Ezek a fontos és hasznos összefüggések többek között a véletlen halmazokra vonatkozó tételekben vannak felhasználva. Az ezekben használt módszer (A Bernstein-egyenlőtlenség megfelelő variánsa) természetes, és nem tűnik nehéznek. Ez azonban ismét optikai csalódás lehet, figyelembe véve azt is, hogy itt a paraméterek jó beállításán múlik sok minden, és arról, hogy a szerzők hogyan találták meg a megfelelő paraméter-intervallumokat, semmit nem tudunk meg. A Paley-gráfokra vonatkozó p 1-es új felső korlát bizonyítása egyike az igazi nehéz és ravasz bizonyításoknak, sok ötlettel. A 3.3. részben az olvasó elámul azon az arzenálon, amely a 6 6-os MUB-okra vonatkozó (és végül nyitva maradó) probléma megoldására be van vetve. De látva az elszántságot, aligha kérdéses, hogy a probléma előbb-utóbb meg lesz 6

oldva. A 4. fejezet bizonyításai elemiek (vagyis kombinatorikusak, egy kis lineáris algebrával fűszerezve), de korántsem egyszerűek. A Freiman-tétel messzemenő általánosítását adó 4.2.5. Tétel bizonyítása minden csak nem egyszerű. A fentiek alapján a doktori művet nyilvános vitára alkalmasnak tartom. Néhány kérdés a szerzőhöz. 1. A Theorem 2.2.21 szerint van olyan véges halmaz Z 3 -ben, ami spektrális, de nem parkettáz. Mint mondhatunk a legkisebb ilyen halmaz elemszámáról? (A bizonyítás a Proposition 2.2.12-n alapszik, amely nagy k-t ad és k d nagyságrendű halmazt.) 2. A Theorem 2.2.21 módszerével látszólag Z 2 -beli (vagy akár Z-beli?) ilyen halmazt is találhatunk. Ehhez csak olyan, egészekből álló 2 n-es és n 2- es mátrixokat kellene találni, amelyek szorzata n n-es log-hadamard (mod k), és n nem osztja k-t. Van ennek elvi akadálya? Vagy az akadály itt is abban áll, hogy nem ismerünk elég Hadamard-mátrixot? 3. A Theorem 3.1.29 bizonyításában (56. oldal 12-13. sorok) az áll, hogy a (3.43) formulánál jobb becslést ad a következő képlet, amely 1-hez közeli ρ-k esetén érvényes. De valójában ez a képlet rosszabb becslést ad, hiszen (3.43)- ban a (R)-re kapott felső becslés log 2 q nagyságrendű, míg a következő formulában a felső becslés még q-nál is nagyobb. Mi az, amit it elnézek? Laczkovich Miklós Budapest, 2015. április 21. 7