scholarly journals Valuative invariants for polymatroids

2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Harm Derksen ◽  
Alex Fink
Keyword(s):  
Symmetric Function ◽  
Tutte Polynomial ◽  
Explicit Formulas ◽  
International Audience ◽  
Indicator Functions

International audience Many important invariants for matroids and polymatroids, such as the Tutte polynomial, the Billera-Jia-Reiner quasi-symmetric function, and the invariant $\mathcal{G}$ introduced by the first author, are valuative. In this paper we construct the $\mathbb{Z}$-modules of all $\mathbb{Z}$-valued valuative functions for labelled matroids and polymatroids on a fixed ground set, and their unlabelled counterparts, the $\mathbb{Z}$-modules of valuative invariants. We give explicit bases for these modules and for their dual modules generated by indicator functions of polytopes, and explicit formulas for their ranks. Our results confirm a conjecture of the first author that $\mathcal{G}$ is universal for valuative invariants. Beaucoup des invariants importants des matroïdes et polymatroïdes, tels que le polynôme de Tutte, la fonction quasi-symmetrique de Billera-Jia-Reiner, et l'invariant $\mathcal{G}$ introduit par le premier auteur, sont valuatifs. Dans cet article nous construisons les $\mathbb{Z}$-modules de fonctions valuatives aux valeurs entières des matroïdes et polymatroïdes étiquetés définis sur un ensemble fixe, et leurs équivalents pas étiquetés, les $\mathbb{Z}$-modules des invariants valuatifs. Nous fournissons des bases des ces modules et leurs modules duels, engendrés par fonctions caractéristiques des polytopes, et des formules explicites donnant leurs rangs. Nos résultats confirment une conjecture du premier auteur, que $\mathcal{G}$ soit universel pour les invariants valuatifs.

scholarly journals Closed paths whose steps are roots of unity

2011 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AO,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Gilbert Labelle ◽  
Annie Lacasse
Keyword(s):  
Roots Of Unity ◽  
Explicit Formulas ◽  
Asymptotic Expressions ◽  
International Audience ◽  
Dual Sequences ◽  
Polygonal Paths

International audience We give explicit formulas for the number $U_n(N)$ of closed polygonal paths of length $N$ (starting from the origin) whose steps are $n^{\textrm{th}}$ roots of unity, as well as asymptotic expressions for these numbers when $N \rightarrow \infty$. We also prove that the sequences $(U_n(N))_{N \geq 0}$ are $P$-recursive for each fixed $n \geq 1$ and leave open the problem of determining the values of $N$ for which the $\textit{dual}$ sequences $(U_n(N))_{n \geq 1}$ are $P$-recursive. Nous donnons des formules explicites pour le nombre $U_n(N)$ de chemins polygonaux fermés de longueur $N$ (débutant à l'origine) dont les pas sont des racines $n$-ièmes de l'unité, ainsi que des expressions asymptotiques pour ces nombres lorsque $N \rightarrow \infty$. Nous démontrons aussi que les suites $(U_n(N))_{N \geq 0}$ sont $P$-récursives pour chaque $n \geq 1$ fixé et laissons ouvert le problème de déterminer les valeurs de $N$ pour lesquelles les suites $\textit{duales}$ $(U_n(N))_{n \geq 1}$ sont $P$-récursives.

scholarly journals How to get the weak order out of a digraph ?

2015 ◽  
Vol DMTCS Proceedings, 27th... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Francois Viard
Keyword(s):  
Wreath Product ◽  
Symmetric Function ◽  
Coxeter Groups ◽  
Symmetric Functions ◽  
Weak Order ◽  
Möbius Function ◽  
Mobius Function ◽  
Acyclic Digraph ◽  
International Audience

International audience We construct a poset from a simple acyclic digraph together with a valuation on its vertices, and we compute the values of its Möbius function. We show that the weak order on Coxeter groups $A$<sub>$n-1$</sub>, $B$<sub>$n$</sub>, $Ã$<sub>$n$</sub>, and the flag weak order on the wreath product &#8484;<sub>$r$</sub> &#8768; $S$<sub>$n$</sub> introduced by Adin, Brenti and Roichman (2012), are special instances of our construction. We conclude by briefly explaining how to use our work to define quasi-symmetric functions, with a special emphasis on the $A$<sub>$n-1$</sub> case, in which case we obtain the classical Stanley symmetric function. On construit une famille d’ensembles ordonnés à partir d’un graphe orienté, simple et acyclique munit d’une valuation sur ses sommets, puis on calcule les valeurs de leur fonction de Möbius respective. On montre que l’ordre faible sur les groupes de Coxeter $A$<sub>$n-1$</sub>, $B$<sub>$n$</sub>, $Ã$<sub>$n$</sub>, ainsi qu’une variante de l’ordre faible sur les produits en couronne &#8484;<sub>$r$</sub> &#8768; $S$<sub>$n$</sub> introduit par Adin, Brenti et Roichman (2012), sont des cas particuliers de cette construction. On conclura en expliquant brièvement comment ce travail peut-être utilisé pour définir des fonction quasi-symétriques, en insistant sur l’exemple de l’ordre faible sur $A$<sub>$n-1$</sub> où l’on obtient les séries de Stanley classiques.

scholarly journals Generalized Tesler matrices, virtual Hilbert series, and Macdonald polynomial operators

2015 ◽  
Vol DMTCS Proceedings, 27th... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Andrew Timothy Wilson
Keyword(s):  
Symmetric Function ◽  
Hilbert Series ◽  
Inner Product ◽  
Binomial Coefficients ◽  
Diagonal Harmonics ◽  
Ordered Set Partitions ◽  
International Audience ◽  
Tesler Matrices ◽  
Matrix Expression ◽  
Polynomial Operators

International audience We generalize previous definitions of Tesler matrices to allow negative matrix entries and non-positive hook sums. Our main result is an algebraic interpretation of a certain weighted sum over these matrices. Our interpretation uses <i>virtual Hilbert series</i>, a new class of symmetric function specializations which are defined by their values on (modified) Macdonald polynomials. As a result of this interpretation, we obtain a Tesler matrix expression for the Hall inner product $\langle \Delta_f e_n, p_{1^{n}}\rangle$, where $\Delta_f$ is a symmetric function operator from the theory of diagonal harmonics. We use our Tesler matrix expression, along with various facts about Tesler matrices, to provide simple formulas for $\langle \Delta_{e_1} e_n, p_{1^{n}}\rangle$ and $\langle \Delta_{e_k} e_n, p_{1^{n}}\rangle \mid_{t=0}$ involving $q; t$-binomial coefficients and ordered set partitions, respectively. Nous généralisons les définitions précédentes de matrices Tesler pour permettre les entrées de la matrice négatives et des montants crochet non-positifs. Notre principal résultat est une interprétation algébrique d’une certaine somme pondérée sur ces matrices. Notre interprétation utilise <i>série de Hilbert virtuel</i>, une nouvelle classe de spécialisations fonctionnelles symétriques qui sont définies par leurs valeurs sur les polynômes de Macdonald (modifiées). À la suite de cette interprétation, on obtient une expression de la matrice Tesler pour la salle intérieure produit $\langle \Delta_f e_n, p_{1^{n}}\rangle$, où $\Delta_f$ est un opérateur de fonction symétrique de la théorie harmonique de diagonale. Nous utilisons notre expression de la matrice Tesler, ainsi que divers faits sur des matrices Tesler, de fournir des formules simples pour $\langle \Delta_{e_1} e_n, p_{1^{n}}\rangle$ et $\langle \Delta_{e_k} e_n, p_{1^{n}}\rangle \mid_{t=0}$ impliquant $q; t$-coefficients binomial et ensemble ordonné partitions, respectivement.

scholarly journals Zonotopes, toric arrangements, and generalized Tutte polynomials

2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Luca Moci
Keyword(s):  
Characteristic Polynomial ◽  
Hilbert Series ◽  
Hyperplane Arrangement ◽  
Tutte Polynomial ◽  
Integral Points ◽  
Poincaré Polynomial ◽  
Tutte Polynomials ◽  
International Audience ◽  
Toric Arrangement ◽  
Positive Coefficients

International audience We introduce a multiplicity Tutte polynomial $M(x,y)$, which generalizes the ordinary one and has applications to zonotopes and toric arrangements. We prove that $M(x,y)$ satisfies a deletion-restriction recurrence and has positive coefficients. The characteristic polynomial and the Poincaré polynomial of a toric arrangement are shown to be specializations of the associated polynomial $M(x,y)$, likewise the corresponding polynomials for a hyperplane arrangement are specializations of the ordinary Tutte polynomial. Furthermore, $M(1,y)$ is the Hilbert series of the related discrete Dahmen-Micchelli space, while $M(x,1)$ computes the volume and the number of integral points of the associated zonotope. On introduit un polynôme de Tutte avec multiplicité $M(x, y)$, qui généralise le polynôme de Tutte ordinaire et a des applications aux zonotopes et aux arrangements toriques. Nous prouvons que $M(x, y)$ satisfait une récurrence de "deletion-restriction'' et a des coefficients positifs. Le polynôme caractéristique et le polynôme de Poincaré d'un arrangement torique sont des spécialisations du polynôme associé $M(x, y)$, de même que les polynômes correspondants pour un arrangement d'hyperplans sont des spécialisations du polynôme de Tutte ordinaire. En outre, $M(1, y)$ est la série de Hilbert de l'espace discret de Dahmen-Micchelli associé, et $M(x, 1)$ calcule le volume et le nombre de points entiers du zonotope associé.

scholarly journals The multivariate arithmetic Tutte polynomial

2012 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AR,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Petter Brändèn ◽  
Luca Moci
Keyword(s):  
General Framework ◽  
Tutte Polynomial ◽  
Geometric Interpretation ◽  
Nous Proposons ◽  
International Audience

International audience We introduce an arithmetic version of the multivariate Tutte polynomial recently studied by Sokal, and a quasi-polynomial that interpolates between the two. We provide a generalized Fortuin-Kasteleyn representation for representable arithmetic matroids, with applications to arithmetic colorings and flows. We give a new proof of the positivity of the coefficients of the arithmetic Tutte polynomial in the more general framework of pseudo-arithmetic matroids. In the case of a representable arithmetic matroid, we provide a geometric interpretation of the coefficients of the arithmetic Tutte polynomial. Nous introduisons une version arithmétique du polynôme de Tutte multivariée récemment étudié par Sokal, et un quasi-polynôme qui interpole entre les deux. Nous proposons une représentation de Fortuin-Kasteleyn neutralise pour les matroïdes arithmétiques représentables, avec des applications aux colorations et flux arithmétiques. Nous donnons une nouvelle preuve de la positivité des coefficients du polynôme de Tutte arithmétique dans le cadre plus général des matroïdes pseudo-arithmétiques. Dans le cas d'un matroïde arithmétique représentable, nous proposons une interprétation géométrique des coefficients du polynôme de Tutte arithmétique.

scholarly journals A categorification of the chromatic symmetric polynomial

2015 ◽  
Vol DMTCS Proceedings, 27th... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Radmila Sazdanović ◽  
Martha Yip
Keyword(s):  
Symmetric Function ◽  
Symmetric Polynomial ◽  
Chromatic Polynomial ◽  
Khovanov Homology ◽  
Symmetric Polynomials ◽  
Nous Obtenons ◽  
Combinatorial Properties ◽  
International Audience ◽  
Chromatic Symmetric Function ◽  
Frobenius Series

International audience The Stanley chromatic polynomial of a graph $G$ is a symmetric function generalization of the chromatic polynomial, and has interesting combinatorial properties. We apply the ideas of Khovanov homology to construct a homology $H$<sub>*</sub>($G$) of graded $S_n$-modules, whose graded Frobenius series $Frob_G(q,t)$ reduces to the chromatic symmetric function at $q=t=1$. We also obtain analogues of several familiar properties of the chromatic symmetric polynomials in terms of homology. Le polynôme chromatique symétrique d’un graphe $G$ est une généralisation par une fonction symétrique du polynôme chromatique, et possède des propriétés combinatoires intéressantes. Nous appliquons les techniques de l’homologie de Khovanov pour construire une homologie $H$<sub>*</sub>($G$) de modules gradués $S_n$, dont la série bigraduée de Frobeniusse $Frob_G(q,t)$ réduit au polynôme chromatique symétrique à $q=t=1$. Nous obtenons également des analogies pour plusieurs propriétés connues des polynômes chromatiques en termes d’homologie.

scholarly journals Cayley and Tutte polytopes

2012 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AR,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Matjaž Konvalinka ◽  
Igor Pak
Keyword(s):  
Complete Graph ◽  
Tutte Polynomial ◽  
Convex Hulls ◽  
Connected Graphs ◽  
Labeled Trees ◽  
Graph Traversal ◽  
International Audience ◽  
Search Graph ◽  
Traversal Algorithm

International audience Cayley polytopes were defined recently as convex hulls of Cayley compositions introduced by Cayley in 1857. In this paper we resolve Braun's conjecture, which expresses the volume of Cayley polytopes in terms of the number of connected graphs. We extend this result to a two-variable deformations, which we call Tutte polytopes. The volume of the latter is given via an evaluation of the Tutte polynomial of the complete graph. Our approach is based on an explicit triangulation of the Cayley and Tutte polytope. We prove that simplices in the triangulations correspond to labeled trees and forests. The heart of the proof is a direct bijection based on the neighbors-first search graph traversal algorithm. Les polytopes de Cayley ont été définis récemment comme des ensembles convexes de compositions de Cayley introduits par Cayley en 1857. Dans ce papier, nous résolvons la conjecture de Braun. Cette dernière exprime le volume du polytopes de Cayley en termes du nombre de graphes connexes. Nous étendons ce résultat à des déformations de polytopes de Cayley à deux variables, à savoir les polytopes de Tutte. Le volume de ces derniers est donnè par une évaluation du polynôme de Tutte du graphe complet. Notre approche est basée sur une triangulation explicite des polytopes de Cayley et Tutte. Nous démontrons que les simplexes de ces triangulations correspondent à des arbres marqués. La pierre angulaire de notre démonstration est une bijection directe basées sur l'algorithme de la recherche du premier voisin sur le graphe.

scholarly journals The Rees product of the cubical lattice with the chain

2008 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AJ,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Patricia Muldoon ◽  
Margaret A. Readdy
Keyword(s):  
Möbius Function ◽  
Explicit Formulas ◽  
Bijective Proof ◽  
Mobius Function ◽  
International Audience

International audience We study enumerative and homological properties of the Rees product of the cubical lattice with the chain. We give several explicit formulas for the Möbius function. The last formula is expressed in terms of the permanent of a matrix and is given by a bijective proof. Nous étudions des propriétés énumératives et homologiques du produit de Rees du treillis cubique avec la chaîne. Nous donnons plusieurs formules explicites de la fonction de Möbius de ce poset. La dernière de ces formules est exprimée en termes du permanent d’une matrice et le résultat est donné par une preuve bijective.

scholarly journals Bijections for lattice paths between two boundaries

2012 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AR,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Sergi Elizalde ◽  
Martin Rubey
Keyword(s):  
Joint Distribution ◽  
Tutte Polynomial ◽  
Lattice Paths ◽  
Dyck Paths ◽  
International Audience ◽  
Pattern Avoiding Permutations

International audience We prove that on the set of lattice paths with steps $N=(0,1)$ and $E=(1,0)$ that lie between two boundaries $B$ and $T$, the two statistics `number of $E$ steps shared with $B$' and `number of $E$ steps shared with $T$' have a symmetric joint distribution. We give an involution that switches these statistics, preserves additional parameters, and generalizes to paths that contain steps $S=(0,-1)$ at prescribed $x$-coordinates. We also show that a similar equidistribution result for other path statistics follows from the fact that the Tutte polynomial of a matroid is independent of the order of its ground set. Finally, we extend the two theorems to $k$-tuples of paths between two boundaries, and we give some applications to Dyck paths, generalizing a result of Deutsch, and to pattern-avoiding permutations. On montre que, sur l'ensemble des chemins avec des pas $N=(0,1)$ et $E=(1,0)$ qui se trouvent entre deux chemins donnés $B$ et $T$, les deux statistiques"`nombre des pas $E$ en commun avec $B$" et "nombre des pas $E$ en commun avec $T$" ont une distribution conjointe symétrique. On donne une involution qui échange ces deux statistiques, préserve quelques autres paramètres additionnels, et admet une généralisation à des chemins avec des pas $S=(0, -1)$ dans des positions données. On montre aussi un autre résultat d'équidistribution similaire, lié au polynôme de Tutte d'un matroïde. Finalement, on étend les deux théorèmes à $k$-tuples de chemins entre deux frontières, et on donne quelques applications aux chemins de Dyck, en généralisant un résultat de Deutsch, et aux permutations avec des motifs exclus.

scholarly journals Counting strings over $\mathbb{Z}2^d$ with Given Elementary Symmetric Function Evaluations

2013 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AS,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Charles Robert Miers ◽  
Franck Ruskey
Keyword(s):  
Symmetric Function ◽  
Necessary Conditions ◽  
Elementary Symmetric Function ◽  
Group Homomorphism ◽  
International Audience

International audience Let $\alpha$ be a string over $\mathbb{Z}_q$, where $q = 2^d$. The $j$-th elementary symmetric function evaluated at $\alpha$ is denoted $e_j(\alpha)$ . We study the cardinalities $S_q(m;\mathcal{T} _1,\mathcal{T} _2,\ldots,\mathcal{T} _t)$ of the set of length $m$ strings for which $e_j(\alpha) = \tau _i$. The $\textit{profile}$ k$(\alpha) = ⟨k_1,k_2,\ldots,k_(q-1) ⟩$ of a string $\alpha$ is the sequence of frequencies with which each letter occurs. The profile of $\alpha$ determines $e_j(\alpha)$ , and hence $S_q$. Let $h_n$ : $\mathbb{Z}_{2^{n+d-1}}^{(q-1)}$ $\mapsto \mathbb{Z}_{2^d} [z] $ mod $ z^{2^n}$ be the map that takes k$(\alpha)$ mod $2^{n+d-1}$ to the polynomial $1+ e_1(\alpha) z + e_2(\alpha) z^2 + ⋯+ e_{2^n-1}(\alpha)$ $z^{2^{n-1}}$. We show that $h_n$ is a group homomorphism and establish necessary conditions for membership in the kernel for fixed $d$. The kernel is determined for $d$ = 2,3. The range of $h_n$ is described for $d$ = 2. These results are used to efficiently compute $S_4(m;\mathcal{T} _1,\mathcal{T} _2,\ldots,\mathcal{T} _t)$ for $d$ = 2 and the number of complete factorizations of certain polynomials.

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