Classical and weak Shur numbers
Nombres de Schur classiques et faibles
Résumé
The main theme of this thesis is about partitions in n parts of the integer interval [1, N] = {1,2,...N} excluding the presence, in each part, of solutions of the equation x + y = z in the classical case, or only of such solution with x ≠ y in the weak case. For given n, the largest admissible N in the classical case, it is denoted S(n) and called the n-th Schur number ; in the weak case, it is denoted WS(n) and called the n-th weak Schur number. Even though these numbers were already introduced several decades ago, and even a century ago in the classical case, almost nothing is known about them. In particular, S(n) and WS(n) are exactly known for n ≤ 4. This thesis comprises two chapters :the first one revisits known lower and upper bounds on the classical weak Schur numbers, and the second one is dedicated to the construction of the new lower bounds on the weak Schur numbers WS(n) for n = 7,8 and 9. In the first chapter, we introduce the t-sumfree sets, t ∊ ℕ, which allow us to generalize and unify various proofs concerning upper bounds on S(n) and WS(n). We also obtain a new relationship between WS(n + 1) and WS(n).In the second chapter, we initiate the study of certain highly structured partitions which present an interesting potential for the problem of bounding the numbers WS(n) from below. Indeed, with search algorithms considering only partitions, we rediscover the best known lower bounds on WS(n) for 1 ≤ n ≤ 6, and we significatively improve those for 7 ≤ n ≤ 9.
Le thème central de cette thèse porte sur des partitions en n parties de l'intervalle entier [1, N] = {1,2,...,N} excluant la présence, dans chaque partie, de solution de l'équation x + y = z dans le cas classique, ou seulement de telles solutions avec x ≠ y dans le cas faible. Pour n donné, le plus grand N admissible dans le cas classique se note S(n) et s'appelle le n-ème nombre de Schur ; dans le cas faible, il se note WS(n) et s'appelle le n-ème nombre de Schur faible. Bien qu'introduits il y a plusieurs décénnies déjà, et même il y a un siècle dans le cas classique, on ne sait encore que très peu de choses au sujet de ces nombres. En particulier, S(n) et WS(n) ne sont exactement connus que pour n ≤ 4. Cette thèse est composée de deux chapitres : le premier revisite des encadrements connus sur les nombres de Schur classiques et faibles, et le second est consacré à la construction de nouveaux minorants des nombres de Schur faibles WS(n) pour n = 7, 8 et 9. Nous introduisons, dans le premier chapitre, les ensembles t-libres de sommes, t ∊ ℕ, dont l'utilisation permet de généraliser et d'unifier diverses démonstrations de majorants des S(n) et WS(n). Nous obtenons également une relation entre WS(n + 1) et WS(n). Dans le second chapitre, nous initions l'étude de certaines partitions hautement structurées présentant un potentiel intéressant pour le problème de minorer les nombres WS(n). Effectivement, avec des algorithmes de recherche ne portant que sur ces partitions, nous retrouvons les meilleurs minorants connus sur WS(n) pour 1 ≤ n ≤ 6, et nous améliorons significativement ceux pour 7 ≤ n ≤ 9.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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