scholarly journals Some simple varieties of trees arising in permutation analysis

2013 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AS,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Mathilde Bouvel ◽  
Marni Mishna ◽  
Cyril Nicaud
Keyword(s):  
Related Species ◽  
Asymptotic Formulas ◽  
Genome Comparison ◽  
Set Of Permutations ◽  
International Audience ◽  
Interval Trees ◽  
Number Of Leaves ◽  
Permutation Analysis

International audience After extending classical results on simple varieties of trees to trees counted by their number of leaves, we describe a filtration of the set of permutations based on their strong interval trees. For each subclass we provide asymptotic formulas for number of trees (by leaves), average number of nodes of fixed arity, average subtree size sum, and average number of internal nodes. The filtration is motivated by genome comparison of related species. Nous commençons par étendre les résultats classiques sur les variétés simples d'arbres aux arbres comptés selon leur nombre de feuilles, puis nous décrivons une filtration de l'ensemble des permutations qui repose sur leurs arbres des intervalles communs. Pour toute sous-classe, nous donnons des formules asymptotiques pour le nombre d'arbres (comptés selon les feuilles), le nombre moyen de nœuds d'arité fixée, la moyenne de la somme des tailles des sous-arbres, et le nombre moyen de nœuds internes. Cette filtration est motivée par des problématiques de comparaison de génomes.

scholarly journals Some Families of Trees Arising in Permutation Analysis

10.37236/6504 ◽  
2020 ◽  
Vol 27 (2) ◽  
Author(s):  
Mathilde Bouvel ◽  
Marni Mishna ◽  
Cyril Nicaud
Keyword(s):  
Asymptotic Behavior ◽  
Point Of View ◽  
Genome Comparison ◽  
Asymptotic Enumeration ◽  
Average Behavior ◽  
Set Of Permutations ◽  
Analytical Point ◽  
Interval Trees ◽  
Number Of Leaves ◽  
Permutation Analysis

 We extend classical results on simple varieties of trees (asymptotic enumeration, average behavior of tree parameters) to trees counted by their number of leaves.  Motivated by genome comparison of related species, we then apply these results to strong interval trees with a restriction on the arity of prime nodes.  Doing so, we describe a filtration of the set of permutations based on their strong interval trees.  This filtration is also studied from a purely analytical point of view, thus illustrating the convergence of analytic series towards a non-analytic limit at the level of the asymptotic behavior of their coefficients.  

scholarly journals Mixed volumes of hypersimplices

2015 ◽  
Vol DMTCS Proceedings, 27th... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Gaku Liu
Keyword(s):  
Catalan Numbers ◽  
Binomial Coefficients ◽  
Type B ◽  
Combinatorial Interpretation ◽  
Mixed Volumes ◽  
Eulerian Numbers ◽  
Eulerian Number ◽  
Nous Montrons ◽  
Set Of Permutations ◽  
International Audience

International audience In this extended abstract we consider mixed volumes of combinations of hypersimplices. These numbers, called mixed Eulerian numbers, were first considered by A. Postnikov and were shown to satisfy many properties related to Eulerian numbers, Catalan numbers, binomial coefficients, etc. We give a general combinatorial interpretation for mixed Eulerian numbers and prove the above properties combinatorially. In particular, we show that each mixed Eulerian number enumerates a certain set of permutations in $S_n$. We also prove several new properties of mixed Eulerian numbers using our methods. Finally, we consider a type $B$ analogue of mixed Eulerian numbers and give an analogous combinatorial interpretation for these numbers. Dans ce résumé étendu nous considérons les volumes mixtes de combinaisons d’hyper-simplexes. Ces nombres, appelés les nombres Eulériens mixtes, ont été pour la première fois étudiés par A. Postnikov, et il a été montré qu’ils satisfont à de nombreuses propriétés reliées aux nombres Eulériens, au nombres de Catalan, aux coefficients binomiaux, etc. Nous donnons une interprétation combinatoire générale des nombres Eulériens mixtes, et nous prouvons combinatoirement les propriétés mentionnées ci-dessus. En particulier, nous montrons que chaque nombre Eulérien mixte compte les éléments d’un certain sous-ensemble de l’ensemble des permutations $S_n$. Nous établissons également plusieurs nouvelles propriétés des nombres Eulériens mixtes grâce à notre méthode. Pour finir, nous introduisons une généralisation en type $B$ des nombres Eulériens mixtes, et nous en donnons une interprétation combinatoire analogue.

scholarly journals Permutations Containing and Avoiding $\textit{123}$ and $\textit{132}$ Patterns

1999 ◽  
Vol Vol. 3 no. 4 ◽  
Author(s):  
Aaron Robertson
Keyword(s):  
Set Of Permutations ◽  
International Audience

International audience We prove that the number of permutations which avoid 132-patterns and have exactly one 123-pattern, equals $(n-2)2^{n-3}$, for $n \ge 3$. We then give a bijection onto the set of permutations which avoid 123-patterns and have exactly one 132-pattern. Finally, we show that the number of permutations which contain exactly one 123-pattern and exactly one 132-pattern is $(n-3)(n-4)2^{n-5}$, for $n \ge 5$.

scholarly journals Universal cycles for permutation classes

2009 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AK,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Michael Albert ◽  
Julian West
Keyword(s):  
General Result ◽  
Universal Cycles ◽  
Set Of Permutations ◽  
International Audience

International audience We define a universal cycle for a class of $n$-permutations as a cyclic word in which each element of the class occurs exactly once as an $n$-factor. We give a general result for cyclically closed classes, and then survey the situation when the class is defined as the avoidance class of a set of permutations of length $3$, or of a set of permutations of mixed lengths $3$ and $4$. Nous définissons un cycle universel pour une classe de $n$-permutations comme un mot cyclique dans lequel chaque élément de la classe apparaît une unique fois comme $n$-facteur. Nous donnons un résultat général pour les classes cycliquement closes, et détaillons la situation où la classe de permutations est définie par motifs exclus, avec des motifs de taille $3$, ou bien à la fois des motifs de taille $3$ et de taille $4$.

scholarly journals Counting unicellular maps on non-orientable surfaces

2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Olivier Bernardi ◽  
Guillaume Chapuy
Keyword(s):  
Connected Graph ◽  
Topological Type ◽  
Orientable Surface ◽  
Recurrence Equation ◽  
Asymptotic Formulas ◽  
Topological Disk ◽  
International Audience ◽  
Fixed Topology ◽  
Orientable Surfaces

International audience A unicellular map is the embedding of a connected graph in a surface in such a way that the complement of the graph is a topological disk. In this paper we give a bijective operation that relates unicellular maps on a non-orientable surface to unicellular maps of a lower topological type, with distinguished vertices. From that we obtain a recurrence equation that leads to (new) explicit counting formulas for non-orientable precubic (all vertices of degree 1 or 3) unicellular maps of fixed topology. We also determine asymptotic formulas for the number of all unicellular maps of fixed topology, when the number of edges goes to infinity. Our strategy is inspired by recent results obtained for the orientable case [Chapuy, PTRF 2010], but significant novelties are introduced: in particular we construct an involution which, in some sense, ``averages'' the effects of non-orientability. \par Une carte unicellulaire est le plongement d'un graphe connexe dans une surface, tel que le complémentaire du graphe est un disque topologique. On décrit une opération bijective qui relie les cartes unicellulaires sur une surface non-orientable aux cartes unicellulaires de type topologique inférieur, avec des sommets marqués. On en déduit une récurrence qui conduit à de (nouvelles) formules closes d'énumération pour les cartes unicellulaires précubiques (sommets de degré 1 ou 3) de topologie fixée. On obtient aussi des formules asymptotiques pour le nombre total de cartes unicellulaires de topologie fixée, quand le nombre d'arêtes tend vers l'infini. Notre stratégie est motivée par de récents résultats dans le cas orientable [Chapuy, PTRF, 2010], mais d'importantes nouveautés sont introduites: en particulier, on construit une involution qui, en un certain sens, "moyenne'' les effets de la non-orientabilité.

scholarly journals Cycles and sorting index for matchings and restricted permutations

2013 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AS,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Svetlana Poznanović
Keyword(s):  
Permutation Statistics ◽  
Minimal Elements ◽  
Restricted Permutations ◽  
Dyck Paths ◽  
Set Of Permutations ◽  
Ferrers Board ◽  
International Audience ◽  
The Right

International audience We prove that the Mahonian-Stirling pairs of permutation statistics $(sor, cyc)$ and $(∈v , \mathrm{rlmin})$ are equidistributed on the set of permutations that correspond to arrangements of $n$ non-atacking rooks on a fixed Ferrers board with $n$ rows and $n$ columns. The proofs are combinatorial and use bijections between matchings and Dyck paths and a new statistic, sorting index for matchings, that we define. We also prove a refinement of this equidistribution result which describes the minimal elements in the permutation cycles and the right-to-left minimum letters.

scholarly journals Complete k-ary trees and generalized meta-Fibonacci sequences

2006 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AG,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Chris Deugau ◽  
Frank Ruskey
Keyword(s):  
Generating Functions ◽  
Recurrence Relations ◽  
International Audience ◽  
Number Of Leaves ◽  
Fibonacci Sequences ◽  
Infinite Sequences

International audience We show that a family of generalized meta-Fibonacci sequences arise when counting the number of leaves at the largest level in certain infinite sequences of k-ary trees and restricted compositions of an integer. For this family of generalized meta-Fibonacci sequences and two families of related sequences we derive ordinary generating functions and recurrence relations.

scholarly journals On extensions of the Newton-Raphson iterative scheme to arbitrary orders

2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Gilbert Labelle
Keyword(s):  
Differential Operators ◽  
Iterative Scheme ◽  
Successive Approximations ◽  
Series Expansions ◽  
Special Series ◽  
International Audience ◽  
Number Of Leaves ◽  
Newton Raphson

International audience The classical quadratically convergent Newton-Raphson iterative scheme for successive approximations of a root of an equation $f(t)=0$ has been extended in various ways by different authors, going from cubical convergence to convergence of arbitrary orders. We introduce two such extensions, using appropriate differential operators as well as combinatorial arguments. We conclude with some applications including special series expansions for functions of the root and enumeration of classes of tree-like structures according to their number of leaves. Le schéma itératif classique à convergence quadratique de Newton-Raphson pour engendrer des approximations successives d'une racine d'une équation $f(t)=0$ a été étendu de plusieurs façons par divers auteurs, allant de la convergence cubique à des convergences d'ordres arbitraires. Nous introduisons deux telles extensions en utilisant des opérateurs différentiels appropriés ainsi que des arguments combinatoires. Nous terminons avec quelques applications incluant des développements en séries exprimant des fonctions de la racine et l'énumération de classes de structures arborescentes selon leur nombre de feuilles.

scholarly journals Counting RNA pseudoknotted structures (extended abstract)

2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Cédric Saule ◽  
Mireille Regnier ◽  
Jean-Marc Steyaert ◽  
Alain Denise
Keyword(s):  
Computational Complexity ◽  
Rna Structure ◽  
Structure Prediction ◽  
Hierarchical Classification ◽  
Asymptotic Formulas ◽  
Rna Structure Prediction ◽  
Prediction Algorithms ◽  
International Audience

International audience In 2004, Condon and coauthors gave a hierarchical classification of exact RNA structure prediction algorithms according to the generality of structure classes that they handle. We complete this classification by adding two recent prediction algorithms. More importantly, we precisely quantify the hierarchy by giving closed or asymptotic formulas for the theoretical number of structures of given size n in all the classes but one. This allows to assess the tradeoff between the expressiveness and the computational complexity of RNA structure prediction algorithms. \par En 2004, Condon et ses coauteurs ont défini une classification des algorithmes exacts de prédiction de structure d'ARN, selon le degré de généralité des classes de structures qu'ils sont capables de prédire. Nous complétons cette classification en y ajoutant deux algorithmes récents. Chose plus importante, nous quantifions la hiérarchie des algorithmes, en donnant des formules closes ou asymptotiques pour le nombre théorique de structures de taille donnée n dans chacune des classes, sauf une. Ceci fournit un moyen d'évaluer, pour chaque algorithme, le compromis entre son degré de généralité et sa complexité.

scholarly journals Permutations realized by shifts

2009 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AK,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Sergi Elizalde
Keyword(s):  
Relative Order ◽  
Letter Alphabet ◽  
Infinite Word ◽  
Set Of Permutations ◽  
International Audience ◽  
Forbidden Patterns ◽  
Pattern Containment

International audience A permutation $\pi$ is realized by the shift on $N$ symbols if there is an infinite word on an $N$-letter alphabet whose successive left shifts by one position are lexicographically in the same relative order as $\pi$. The set of realized permutations is closed under consecutive pattern containment. Permutations that cannot be realized are called forbidden patterns. It was shown in [J.M. Amigó, S. Elizalde and M. Kennel, $\textit{J. Combin. Theory Ser. A}$ 115 (2008), 485―504] that the shortest forbidden patterns of the shift on $N$ symbols have length $N+2$. In this paper we give a characterization of the set of permutations that are realized by the shift on $N$ symbols, and we enumerate them with respect to their length. Une permutation $\pi$ est réalisée par le $\textit{shift}$ avec $N$ symboles s'il y a un mot infini sur un alphabet de $N$ lettres dont les déplacements successifs d'une position à gauche sont lexicographiquement dans le même ordre relatif que $\pi$. Les permutations qui ne sont pas réalisées s'appellent des motifs interdits. On sait [J.M. Amigó, S. Elizalde and M. Kennel, $\textit{J. Combin. Theory Ser. A}$ 115 (2008), 485―504] que les motifs interdits les plus courts du $\textit{shift}$ avec $N$ symboles ont longueur $N+2$. Dans cet article on donne une caractérisation des permutations réalisées par le $\textit{shift}$ avec $N$ symboles, et on les dénombre selon leur longueur.

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