Mathématiques · situation au 31 octobre 2026

Erdős : quatre problèmes, quatre façons de chercher

Réseaux, ensembles, distances et factorielles : comprendre les questions avant de regarder les réponses.

Paul Erdős (1913–1996) a posé une multitude de problèmes. Une question courte peut demander des décennies de recherche. Cette page explique quatre résultats évoqués récemment ; elle illustre les idées, sans reproduire leurs démonstrations complètes.

Que veut dire « résolu » ?

Prouver ou réfuter

Prouver une conjecture, c’est établir qu’elle est vraie dans tous les cas annoncés. Réfuter, c’est construire un contre-exemple : un seul cas suffit à démentir une affirmation universelle.

Annonce, relecture et vérification

Une prépublication rend une preuve publique avant son éventuelle acceptation en revue. Lean vérifie une preuve formelle d’un énoncé précis ; il faut aussi contrôler que cet énoncé correspond bien à la question d’origine.

Les articles des 19 et 28 octobre 2026 ci-dessous sont des prépublications très récentes. Le dépôt sur arXiv ne constitue pas, à lui seul, une validation par les pairs. La contribution d’une IA doit être décrite séparément du statut mathématique du résultat.
01 · Théorie des graphes

Murty–Simon : un réseau sans liaison superflue

Preuve annoncée · 28 octobre 2026

Un graphe est un ensemble de sommets reliés par des arêtes. Son diamètre est la plus grande distance entre deux sommets, mesurée en nombre d’arêtes du plus court chemin.

Ici, tout sommet doit être accessible depuis n’importe quel autre en au plus deux étapes. De plus, chaque arête est indispensable : la supprimer fait dépasser ce diamètre, ou déconnecte le graphe.

La conjecture affirme que le nombre d’arêtes ne dépasse pas :

m ≤ ⌊n² / 4⌋

Le maximum est atteint par un graphe biparti complet équilibré : on partage les sommets en deux groupes aussi égaux que possible et l’on relie chaque sommet d’un groupe à tous ceux de l’autre.

Construire le cas maximal

Pourquoi le produit donne-t-il n²/4 ?

Si les groupes ont a et b sommets, il y a a × b arêtes. Avec a + b = n, ce produit est maximal quand a et b sont aussi proches que possible. Pour n = 8 : 4 × 4 = 16. Après suppression d’une arête dans cet exemple, ses extrémités ont une distance de 3.

Résultat récent : Sanjana Das et Jacob Fox présentent une preuve pour tous les n concernés, y compris le cas d’égalité. Leur résumé attribue à une IA la première preuve de la borne ; les auteurs l’ont simplifiée et ont étendu l’argument à la conjecture complète. Article original.

02 · Combinatoire des ensembles

Erdős–Szemerédi : les ensembles finissent par fleurir

Preuve annoncée · 19 octobre 2026

Un tournesol à k pétales est une collection de k ensembles distincts dont toutes les intersections deux à deux sont identiques. Cette partie commune est le cœur ; les parties restantes sont disjointes.

12, 34, 56, 7

Schéma des ensembles A, B et C ; les contours sont une illustration, pas une mesure de leur taille.

A = {1, 2, 3}B = {1, 4, 5}C = {1, 6, 7}

A ∩ B = A ∩ C = B ∩ C = {1}

Un ensemble de n éléments possède 2n sous-ensembles. Quelle quantité peut-on en choisir sans jamais former un tournesol à k pétales ?

Le résultat annoncé dit que, pour chaque k ≥ 3 fixé, il existe une constante ck < 2 telle qu’une famille sans tournesol contient au plus ckn ensembles.

La proportion parmi les 2n possibilités est donc au plus (ck/2)n : elle tend vers zéro quand n augmente.

Une différence entre deux conjectures

La conjecture d’Erdős–Szemerédi porte ici sur les sous-ensembles d’un univers de n éléments. La conjecture d’Erdős–Rado, voisine mais différente, étudie les familles d’ensembles de taille fixée. Le résultat présenté ne doit pas être annoncé comme une résolution des deux problèmes.

Résultat récent : Matija Bucić, Fankang He et Hyunwoo Lee annoncent la preuve pour chaque k ≥ 3. Le cas à trois pétales était déjà connu. Article original.

03 · Géométrie discrète

Distances unitaires : combien de paires à distance 1 ?

Conjecture réfutée · annonce du 20 mai 2026

Placez n points dans le plan et comptez les paires dont la distance vaut exactement 1. On note u(n) le plus grand nombre de telles paires possible, parmi toutes les configurations.

Sur une ligne régulièrement espacée, on obtient n − 1 paires. Une grille carrée offre davantage de voisinages.

Erdős conjecturait une croissance n1+o(1) : pour tout ε > 0, le maximum finirait par être inférieur à n1+ε.

La construction annoncée donne, pour une infinité de n, au moins n1+δ paires, avec un δ > 0 fixe. C’est incompatible avec la conjecture.

La conjecture de croissance est réfutée. La valeur exacte de u(n), et même son ordre de croissance précis, ne sont pas déterminés par ce résultat.

Compter sur des exemples simples

Les segments colorés mesurent 1. L’unité est représentée par un espacement de la grille. Ces exemples élémentaires ne sont pas la construction récente.

Pourquoi n puissance 1,014 est-il différent de n puissance 1 + o(1) ?

Dans n1+o(1), le supplément dans l’exposant tend vers zéro. Dans n1,014, le supplément 0,014 reste constant. Même petit, il finit par dépasser tout supplément qui tend vers zéro. L’annonce cite une amélioration de Will Sawin permettant δ = 0,014.

Attribution et contrôle : OpenAI a annoncé une construction obtenue par un modèle interne et vérifiée par un groupe de mathématiciens extérieurs. L’argument fait intervenir la théorie algébrique des nombres. Annonce, preuve et commentaires des mathématiciens.

04 · Théorie des nombres · problème nº 728

Des factorielles qui se divisent exactement

Preuve formalisée · exposé du 12 janvier 2026

La factorielle n! est le produit 1 × 2 × … × n. Par exemple 5! = 120. Le symbole A ∣ B signifie que B est un multiple entier de A.

a! b! ∣ n! (a + b − n)!

Le résultat porte sur des solutions où l’écart k = a + b − n est de taille logarithmique. Pour toutes constantes 0 < C₁ < C₂, il existe une infinité de triplets satisfaisant la divisibilité et :

C₁ log n < a + b − n < C₂ log n

L’idée : comparer les facteurs premiers

Un entier divise un autre si chacun de ses facteurs premiers y apparaît avec un exposant inférieur ou égal. Ainsi, 12 = 2² × 3 divise 60 = 2² × 3 × 5.

La preuve utilise des coefficients binomiaux et le théorème de Kummer : certaines puissances de nombres premiers se calculent en comptant les retenues d’une addition dans la base correspondante.

L’exploration ci-contre vérifie des exemples finis. Elle ne démontre pas l’existence d’une infinité de solutions avec l’encadrement logarithmique demandé.

Un laboratoire de divisibilité exacte

Fixons n = 2m, a = b = m + k. Alors a + b − n = 2k.

Calcul en entiers exacts (BigInt), sans arrondi. Exemple initial : 4! × 4! divise 6! × 2!, le quotient vaut 5/2 : la divisibilité échoue.

Ce qui a été vérifié avec Lean

Le résultat est issu d’un travail utilisant GPT‑5.2 Pro et Aristotle, pilotés par Kevin Barreto. Nat Sothanaphan a rédigé un exposé mathématique de la preuve formelle pour en faciliter la lecture. Une vérification formelle complète le travail d’explication ; elle ne remplace pas une présentation intelligible des idées.

Exposé original : Resolution of Erdős Problem #728.

Ce qu’il faut retenir

ProblèmeNature du résultatLimite à garder en tête
Murty–SimonPreuve générale annoncéePrépublication du 28 octobre
Tournesols Erdős–SzemerédiPreuve annoncée pour tout k ≥ 3Distinct d’Erdős–Rado
Distances unitairesRéfutation d’une conjectureMaximum exact toujours à déterminer
Factorielles nº 728Théorème avec preuve formaliséeLes essais numériques ne suffisent pas à le prouver

Le point commun : un énoncé simple peut cacher une preuve profonde. Une figure aide à comprendre la question ; une expérience suggère une réponse ; une démonstration établit le résultat général.

Sources et mode d’emploi

État des informations : 31 octobre 2026. Les liens donnent accès aux textes associés aux annonces. Les statuts peuvent évoluer après cette date.

  1. Das et Fox — A proof of the Murty–Simon conjecture on diameter-2-critical graphs, 28 octobre 2026.
  2. Bucić, He et Lee — Proof of the Erdős–Szemerédi sunflower conjecture, 19 octobre 2026.
  3. OpenAI — An OpenAI model has disproved a central conjecture in discrete geometry, 20 mai 2026 ; liens vers la preuve et les commentaires extérieurs.
  4. Sothanaphan — Resolution of Erdős Problem #728: a writeup of Aristotle’s Lean proof, 12 janvier 2026.

Page autonome, sans bibliothèque externe : les animations et calculs fonctionnent hors connexion. Seule la consultation des sources nécessite Internet. Compatible avec les écrans étroits ; impression possible depuis le navigateur.