scholarly journals Enumerating (2+2)-free posets by the number of minimal elements and other statistics

2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Sergey Kitaev ◽  
Jeffrey Remmel

International audience A poset is said to be (2+2)-free if it does not contain an induced subposet that is isomorphic to 2+2, the union of two disjoint 2-element chains. In a recent paper, Bousquet-Mélou et al. found, using so called ascent sequences, the generating function for the number of (2+2)-free posets: $P(t)=∑_n≥ 0 ∏_i=1^n ( 1-(1-t)^i)$. We extend this result by finding the generating function for (2+2)-free posets when four statistics are taken into account, one of which is the number of minimal elements in a poset. We also show that in a special case when only minimal elements are of interest, our rather involved generating function can be rewritten in the form $P(t,z)=∑_n,k ≥0 p_n,k t^n z^k = 1+ ∑_n ≥0\frac{zt}{(1-zt)^n+1}∏_i=1^n (1-(1-t)^i)$ where $p_n,k$ equals the number of (2+2)-free posets of size $n$ with $k$ minimal elements. Un poset sera dit (2+2)-libre s'il ne contient aucun sous-poset isomorphe à 2+2, l'union disjointe de deux chaînes à deux éléments. Dans un article récent, Bousquet-Mélou et al. ont trouvé, à l'aide de "suites de montées'', la fonction génératrice des nombres de posets (2+2)-libres: c'est $P(t)=∑_n≥ 0 ∏_i=1^n ( 1-(1-t)^i)$. Nous étendons ce résultat en trouvant la fonction génératrice des posets (\textrm2+2)-libres rendant compte de quatre statistiques, dont le nombre d'éléments minimaux du poset. Nous montrons aussi que lorsqu'on ne s'intéresse qu'au nombre d'éléments minimaux, notre fonction génératrice assez compliquée peut être simplifiée en$P(t,z)=∑_n,k ≥0 p_n,k t^n z^k = 1+ ∑_n ≥0\frac{zt}{(1-zt)^n+1}∏_i=1^n (1-(1-t)^i)$, où $p_n,k$ est le nombre de posets (2+2)-libres de taille $n$ avec $k$ éléments minimaux.

2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
T. K. Petersen ◽  
L. Serrano

International audience We show that the set $R(w_0)$ of reduced expressions for the longest element in the hyperoctahedral group exhibits the cyclic sieving phenomenon. More specifically, $R(w_0)$ possesses a natural cyclic action given by moving the first letter of a word to the end, and we show that the orbit structure of this action is encoded by the generating function for the major index on $R(w_0)$. Nous montrons que l'ensemble $R(w_0)$ des expressions réduites pour l'élément le plus long du groupe hyperoctaédral présente le phénomène cyclique de tamisage. Plus précisément, $R(w_0)$ possède une action naturelle cyclique donnée par le déplacement de la première lettre d'un mot vers la fin, et nous montrons que la structure d'orbite de cette action est codée par la fonction génératrice pour l'indice majeur sur $R(w_0)$.


2009 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AK,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Mireille Bousquet-Mélou ◽  
Anders Claesson ◽  
Mark Dukes ◽  
Sergey Kitaev

International audience We present statistic-preserving bijections between four classes of combinatorial objects. Two of them, the class of unlabeled $(\textrm{2+2})$-free posets and a certain class of chord diagrams (or involutions), already appeared in the literature, but were apparently not known to be equinumerous. The third one is a new class of pattern avoiding permutations, and the fourth one consists of certain integer sequences called $\textit{ascent sequences}$. We also determine the generating function of these classes of objects, thus recovering a non-D-finite series obtained by Zagier for chord diagrams. Finally, we characterize the ascent sequences that correspond to permutations avoiding the barred pattern $3\bar{1}52\bar{4}$, and enumerate those permutations, thus settling a conjecture of Pudwell. Nous présentons des bijections, transportant de nombreuses statistiques, entre quatre classes d'objets. Deux d'entre elles, la classe des EPO (ensembles partiellement ordonnés) sans motif $(\textrm{2+2})$ et une certaine classe d'involutions, sont déjà apparues dans la littérature. La troisième est une classe de permutations à motifs exclus, et la quatrième une classe de suites que nous appelons $\textit{suites à montées}$. Nous déterminons ensuite la série génératrice de ces classes, retrouvant ainsi un résultat prouvé par Zagier pour les involutions sus-mentionnées. La série obtenue n'est pas D-finie. Apparemment, le fait qu'elle compte aussi les EPO sans motif $(\textrm{2+2})$ est nouveau. Finalement, nous caractérisons les suites à montées qui correspondent aux permutations évitant le motif barré $3\bar{1}52\bar{4}$ et énumérons ces permutations, ce qui démontre une conjecture de Pudwell.


2011 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AO,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Anders Claesson ◽  
Mark Dukes ◽  
Martina Kubitzke

International audience This paper introduces two matrix analogues for set partitions; partition and composition matrices. These two analogues are the natural result of lifting the mapping between ascent sequences and integer matrices given in Dukes & Parviainen (2010). We prove that partition matrices are in one-to-one correspondence with inversion tables. Non-decreasing inversion tables are shown to correspond to partition matrices with a row ordering relation. Partition matrices which are s-diagonal are classified in terms of inversion tables. Bidiagonal partition matrices are enumerated using the transfer-matrix method and are equinumerous with permutations which are sortable by two pop-stacks in parallel. We show that composition matrices on the set $X$ are in one-to-one correspondence with (2+2)-free posets on $X$.We show that pairs of ascent sequences and permutations are in one-to-one correspondence with (2+2)-free posets whose elements are the cycles of a permutation, and use this relation to give an expression for the number of (2+2)-free posets on $\{1,\ldots,n\}$. Ce papier introduit deux analogues matriciels des partitions d'ensembles: les matrices de composition et de partition. Ces deux analogues sont le produit naturel du relèvement de l'application entre suites de montées et matrices d'entiers introduite dans Dukes & Parviainen (2010). Nous démontrons que les matrices de partition sont en bijection avec les tables d'inversion, les tables d'inversion croissantes correspondant aux matrices de partition avec une relation d'ordre sur les lignes. Les matrices de partition s-diagonales sont classées en fonction de leurs tables d'inversion. Les matrices de partition bidiagonales sont énumérées par la méthode de matrices de transfert et ont même cardinalité que les permutations triables par deux piles en parallèle. Nous montrons que les matrices de composition sur l'ensemble $X$ sont en bijection avec les ensembles ordonnés (2+2)-libres sur $X$. Nous prouvons que les paires de suites de montées et de permutations sont en bijection avec les ensembles ordonnés (2+2)-libres dont les éléments sont les cycles d'une permutation, et nous utilisons cette relation pour exprimer le nombre d'ensembles ordonnés (2+2)-libres sur $\{1,\ldots,n\}$.


2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Anders Claesson ◽  
Svante Linusson

International audience We show that there are $n!$ matchings on $2n$ points without, so called, left (neighbor) nestings. We also define a set of naturally labelled $(2+2)$-free posets, and show that there are $n!$ such posets on $n$ elements. Our work was inspired by Bousquet-Mélou, Claesson, Dukes and Kitaev [J. Combin. Theory Ser. A. 117 (2010) 884―909]. They gave bijections between four classes of combinatorial objects: matchings with no neighbor nestings (due to Stoimenow), unlabelled $(2+2)$-free posets, permutations avoiding a specific pattern, and so called ascent sequences. We believe that certain statistics on our matchings and posets could generalize the work of Bousquet-Mélou et al. and we make a conjecture to that effect. We also identify natural subsets of matchings and posets that are equinumerous to the class of unlabeled $(2+2)$-free posets. We give bijections that show the equivalence of (neighbor) restrictions on nesting arcs with (neighbor) restrictions on crossing arcs. These bijections are thought to be of independent interest. One of the bijections maps via certain upper-triangular integer matrices that have recently been studied by Dukes and Parviainen [Electron. J. Combin. 17 (2010) #R53]. Nous montrons qu'il y a $n!$ couplages sur $2n$ points sans emboîtement (de voisins) à gauche. Nous définissons aussi un ensemble d'EPO (ensembles partiellement ordonnés) sans motif $(2+2)$ naturellement étiquetés, et montrons qu'il y a $n!$ tels EPO sur $n$ éléments. Notre travail a été inspiré par Bousquet-Mélou, Claesson, Dukes et Kitaev [J. Combin. Theory Ser. A. 117 (2010) 884―909]. Ces auteurs donnent des bijections entre quatre classes d'objets combinatoires: couplages sans emboîtement de voisins (dû à Stoimenow), EPO sans motif $(2+2)$ non étiquetés, permutations évitant un certain motif, et des objets appelés suites à montées. Nous pensons que certaines statistiques sur nos couplages et nos EPO pourraient généraliser le travail de Bousquet-Mélou et al. et nous proposons une conjecture à ce sujet. Nous identifions aussi des sous-ensembles naturels de couplages et d'EPO qui sont énumérés par la même séquence que la classe des EPO sans motif $(2+2)$ non étiquetés. Nous donnons des bijections qui démontrent l'équivalence entre les restrictions sur les emboîtements (d'arcs voisins) et les restrictions sur les croisements (d'arcs voisins). Nous pensons que ces bijections présentent un intérêt propre. L'une de ces bijections passe par certaines matrices triangulaires supérieures à coefficients entiers qui ont été récemment étudiées par Dukes et Parviainen [Electron. J. Combin. 17 (2010) #R53].


2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Katie L. Bright ◽  
Carla D. Savage

International audience We take a geometric view of lecture hall partitions and anti-lecture hall compositions in order to settle some open questions about their enumeration. In the process, we discover an intrinsic connection between these families of partitions and certain quadratic permutation statistics. We define some unusual quadratic permutation statistics and derive results about their joint distributions with linear statistics. We show that certain specializations are equivalent to the lecture hall and anti-lecture hall theorems and another leads back to a special case of a Weyl group generating function that "ought to be better known.'' Nous regardons géométriquement les partitions amphithéâtre et les compositions planétarium afin de résoudre quelques questions énumératives ouvertes. Nous découvrons un lien intrinsèque entre ces familles des partitions et certaines statistiques quadratiques de permutation. Nous définissons quelques statistiques quadratiques peu communes des permutations et dérivons des résultats sur leurs distributions jointes avec des statistiques linéaires. Nous démontrons que certaines spécialisations sont équivalentes aux théorèmes amphithéâtre et planétarium. Une autre spécialisation mène à un cas spécial de la série génératrice d'un groupe de Weyl qui "devrait être mieux connue''.


2012 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AR,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Sami Assaf ◽  
Persi Diaconis ◽  
Kannan Soundararajan

International audience The well-known Gilbert-Shannon-Reeds model for riffle shuffles assumes that the cards are initially cut `about in half' and then riffled together. We analyze a natural variant where the initial cut is biased. Extending results of Fulman (1998), we show a sharp cutoff in separation and L-infinity distances. This analysis is possible due to the close connection between shuffling and quasisymmetric functions along with some complex analysis of a generating function. Le modèle de Gilbert-Shannon-Reeds pour mélange de cartes suppose que les cartes sont d'abord coupées environ de moitié, puis intercalées ensemble. Nous analysons une variante naturelle, où la coupe initiale est biaisée. En proposant une une extension des résultats de Fulman (1998), nous montrons une forte coupure dans les distances de séparation et à l'infinité L. Cette analyse est possible grâce à l'étroite relation entre brassage et fonctions quasi-symétriques.


2009 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AK,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Niklas Eriksen ◽  
Ragnar Freij ◽  
Johan Wästlund

International audience We enumerate derangements with descents in prescribed positions. A generating function was given by Guo-Niu Han and Guoce Xin in 2007. We give a combinatorial proof of this result, and derive several explicit formulas. To this end, we consider fixed point $\lambda$-coloured permutations, which are easily enumerated. Several formulae regarding these numbers are given, as well as a generalisation of Euler's difference tables. We also prove that except in a trivial special case, if a permutation $\pi$ is chosen uniformly among all permutations on $n$ elements, the events that $\pi$ has descents in a set $S$ of positions, and that $\pi$ is a derangement, are positively correlated.


2008 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AJ,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Jang Soo Kim

International audience Using growth diagrams, we define a skew domino Schensted algorithm which is a domino analogue of the "Robinson-Schensted algorithm for skew tableaux'' due to Sagan and Stanley. The color-to-spin property of Shimozono and White is extended. As an application, we give a simple generating function for a weighted sum of skew domino tableaux whose special case is a generalization of Stanley's sign-imbalance formula. The generating function gives a method to calculate the generalized sign-imbalance formula. Nous définissons, à partir de diagrammes de croissances, un algorithme de Schensted pour les dominos gauches. Cet algorithme est un analogue de l'algorithme de Schensted pour les tableaux gauches dû à Sagan et Stanley. Nous généralisons la propriété couleur-à-spin de Shimozono et White. Comme application, nous présentons une fonction génératrice simple pour une somme pondérée de tableaux de dominos gauches qui, dans un cas particulier, généralise la formule de "sign-imbalance'' de Stanley. La fonction génératrice donne aussi lieu à une méthode permettant de calculer la formule de "sign-imbalance''.


2015 ◽  
Vol DMTCS Proceedings, 27th... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Adrien Boussicault ◽  
Simone Rinaldi ◽  
Samanta Socci

International audience We present a new method to obtain the generating functions for directed convex polyominoes according to several different statistics including: width, height, size of last column/row and number of corners. This method can be used to study different families of directed convex polyominoes: symmetric polyominoes, parallelogram polyominoes. In this paper, we apply our method to determine the generating function for directed $k$-convex polyominoes.We show it is a rational function and we study its asymptotic behavior. Nous présentons une nouvelle méthode générique pour obtenir facilement et rapidement les fonctions génératrices des polyominos dirigés convexes avec différentes combinaisons de statistiques : hauteur, largeur, longueur de la dernière ligne/colonne et nombre de coins. La méthode peut être utilisée pour énumérer différentes familles de polyominos dirigés convexes: les polyominos symétriques, les polyominos parallélogrammes. De cette façon, nouscalculons la fonction génératrice des polyominos dirigés $k$-convexes, nous montrons qu’elle est rationnelle et nous étudions son comportement asymptotique.


2014 ◽  
Vol Vol. 16 no. 1 (Combinatorics) ◽  
Author(s):  
Toufik Mansour ◽  
Mark Shattuck ◽  
Mark Wilson

Combinatorics International audience A composition is a sequence of positive integers, called parts, having a fixed sum. By an m-congruence succession, we will mean a pair of adjacent parts x and y within a composition such that x=y(modm). Here, we consider the problem of counting the compositions of size n according to the number of m-congruence successions, extending recent results concerning successions on subsets and permutations. A general formula is obtained, which reduces in the limiting case to the known generating function formula for the number of Carlitz compositions. Special attention is paid to the case m=2, where further enumerative results may be obtained by means of combinatorial arguments. Finally, an asymptotic estimate is provided for the number of compositions of size n having no m-congruence successions.


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