Étape 1 (Lemme).
Appelons antichaîne une partie A de P([[1,n]]) telle que :
∀A,B∈A,A⊂B⟹A=B.Un résultat de Sperner indique que le cardinal d’une antichaîne est majoré par (⌊n/2⌋n). À cet effet, si σ est une variable aléatoire de loi uniforme sur le groupe symétrique Sn, les évènements [σ([[1,∣A∣]])=A], A décrivant A, sont d’une part deux à deux disjoints, d’autre part de probabilités respectives 1/(∣A∣n). Ceci justifie que :
A∈A∑(∣A∣n)1⩽1.À n fixé, le coefficient binomial (kn) est maximal pour k=⌊n/2⌋ (considérer sa monotonie selon k), d’où le résultat annoncé.
Étape 2 (Retour à l’exercice).
Si ε∈{−1,1}n, on note Aε l’ensemble des indices i∈[[1,n]] tels que εi=1. L’application ε↦Aε étant injective, il suffit de démontrer que l’ensemble :
A={Aε:ε∈{−1,1}n et i=1∑nεixi=0}est une antichaîne (ce fait sera vérifié sous une hypothèse supplémentaire).
Soit donc A=Aε et B=Aε′ dans A, vérifiant A⊂B. Les hypothèses sur A et B permettent de vérifier que :
i∈B∖A∑xi=0.Les xi étant supposés non-nuls, quitte à multiplier certains d’entre eux par −1 (ce qui n’est pas dérangeant ici), on peut les supposer strictement positifs. Ceci entraîne que B∖A est vide, donc que A=B. Ceci conclut.
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