Введение

Семья множеств, в которой каждая непересекающаяся подсемья содержит не более k множеств.

В комбинаторике семейство Хелли порядка k – это семейство множеств, в котором каждая минимальная подсемья с пустым пересечением содержит не более k множеств. Эквивалентно, любое конечное подсемейство, для которого каждое k-кратное пересечение не пусто, имеет непустое общее пересечение. Свойство k-Хелли – это свойство быть семейством Хелли порядка k.

Число k часто опускается в этих названиях, если k = 1 или k = 2. Таким образом, семейство множеств обладает свойством Хелли, если для каждого n множеств в семействе, если , то

Эти понятия названы в честь Эдуарда Хелли (1884–1943); теорема Хелли о выпуклых множествах, давшая начало этому понятию, утверждает, что выпуклые множества в евклидовом пространстве размерности n являются семейством Хелли порядка n + 1. Семейство бесконечных арифметических прогрессий целых чисел также обладает свойством 2-Хелли. То есть, если конечная коллекция прогрессий обладает свойством, что никакие две из них не являются непересекающимися, то существует целое число, принадлежащее всем им; это китайская теорема об остатках. Размерность Хелли подмножества S евклидова пространства, например, многогранника, на единицу меньше числа Хелли семейства трансляций S. Например, размерность Хелли любого гиперкуба равна 1, хотя такая фигура может принадлежать евклидову пространству гораздо большей размерности. Размерность Хелли также применяется к другим математическим объектам. Например, размерность Хелли группы (алгебраической структуры, образованной обратимой и ассоциативной бинарной операцией) определяется как на единицу меньшая, чем число Хелли семейства левых смежных классов группы.

Собственность Хелли

Если семейство непустых множеств имеет пустое пересечение, то число Хелли для этого семейства должно быть не меньше двух, следовательно, наименьшее k, для которого k-свойство Хелли нетривиально, равно 2. 2-свойство Хелли также известно как свойство Хелли. Семейство, обладающее 2-свойством Хелли, также известно как семейство Хелли. Существование точной оболочки позволяет изометрически вложить любое метрическое пространство в пространство с размерностью Хелли, равной 1.

Свойство Хелли в гиперграфах

Гиперграф эквивалентен семейству множеств. В терминах гиперграфов, гиперграф H = (V, E) обладает свойством Хелли, если для любого набора из n гиперребер в E, если , то . Для любого гиперграфа H, следующие утверждения эквивалентны:

H обладает свойством Хелли, и граф пересечений H (простой граф, в котором вершины соответствуют гиперребрам E, а два элемента E соединены тогда и только тогда, когда они имеют непустое пересечение) является совершенным графом. Каждый частичный гиперграф H (то есть гиперграф, полученный из H удалением некоторых гиперребер) обладает свойством Кёнига, то есть размер его максимального паросочетания равен размеру его минимального поперечного сечения. Каждый частичный гиперграф H обладает свойством, что его максимальная степень равна его минимальному числу раскраски рёбер.