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Centralizers of the infinite symmetric group
Authors: Daugherty Zajj , Herbrich Peter
Published: August 2021

We review and introduce several approaches to the study of centralizer algebras of the infinite symmetric group $S_{\infty}$. Our work is led by the double commutant relationship between finite symmetric groups and partition algebras; in the case of $S_{\infty}$, we obtain centralizer algebras that are contained in partition algebras. In view of the theory of symmetric functions in non-commuting variables, we consider representations of $S_{\infty}$ that are faithful and that contain invariant elements; namely, non-unitary representations on sequence spaces.

Nous étudions les algèbres du centralisateur du groupe symétrique infini $S_{\infty}$, passant en revue certaines approches et en introduisant de nouvelles. Notre travail est basé sur la relation du double commutant entre le groupe symétrique fini et les algèbres de partition; dans le cas de $S_{\infty}$, nous obtenons des algèbres du centralisateur contenues dans les algèbres de partition. Compte tenu de la théorie des fonctions symétriques en variables non commutatives, nous considérons les représentations de $S_{\infty}$ qui sont fidèles et contiennent les invariants; c’est-à-dire, les représentations non unitaires sur les espaces de suites.
Flag Gromov-Witten invariants via crystals
Authors: Morse Jennifer , Schilling Anne
Published: August 2021

We apply ideas from crystal theory to affine Schubert calculus and flag Gromov-Witten invariants. By defining operators on certain decompositions of elements in the type-$A$ affine Weyl group, we produce a crystal reflecting the internal structure of Specht modules associated to permutation diagrams. We show how this crystal framework can be applied to study the product of a Schur function with a $k$-Schur function. Consequently, we prove that a subclass of 3-point Gromov-Witten invariants of complete flag varieties for $\mathbb{C}^n$ enumerate the highest weight elements under these operators.

Nous appliquons des idées provenant de la théorie des bases cristallines au calcul de Schubert affine et aux invariants de drapeaux de Gromov–Witten. Nous définissons des opérateurs sur certaines décompositions d’éléments de groupes de Weyl affines en type $A$ afin de construire une base cristalline encodant la structure interne des modules de Specht associés aux diagrammes de permutations. Nous montrons comment la structure de cristal permet d’étudier le produit d’une fonction de Schur avec une $k$-fonction de Schur. En conséquence, nous prouvons que la sous-classe des invariants de 3-points de Gromov–Witten d’une variété complète de drapeaux complets pour $\mathbb{C}^n$ énumère les éléments de poids maximaux pour ces opérateurs.
A Murgnahan-Nakayama rule for Schubert polynomials
Authors: Morrison Andrew
Published: August 2021

We expose a rule for multiplying a general Schubert polynomial with a power sum polynomial in $k$ variables. A signed sum over cyclic permutations replaces the signed sum over rim hooks in the classical Murgnahan-Nakayama rule. In the intersection theory of flag manifolds this computes all intersections of Schubert cycles with tautological classes coming from the Chern character. We also discuss extensions of this rule to small quantum cohomology.

Nous écrivons une formule pour multiplier les polynômes de Schubert avec les sommes de Newton. Une somme signée de permutations cycliques remplace la somme signée de rubans dans la formule classique de Murgnahan-Nakayama. Nous obtenons donc des relations dans l’anneau de Chow de la variété de drapeaux. Nous discutons également des extensions de cette formule en cohomologie quantique.
Peak algebras, paths in the Bruhat graph and Kazhdan-Lusztig polynomials
Authors: Brenti Francesco , Caselli Fabrizio
Published: August 2021

We obtain a nonrecursive combinatorial formula for the Kazhdan-Lusztig polynomials which holds in complete generality and which is simpler and more explicit than any existing one, and which cannot be linearly simplified. Our proof uses a new basis of the peak subalgebra of the algebra of quasisymmetric functions.

On montre une formule combinatoire pour les polynômes de Kazhdan-Lusztig qui est valable en toute généralité. Cette formule est plus simple et plus explicite que toutes les autres formules connues; de plus, elle ne peut pas être simplifiée linéairement. La preuve utilise une nouvelle base pour la sous-algèbre des sommets de l’algèbre des fonctions quasi-symmetriques.
Sorting with two stacks in parallel
Authors: Albert Michael , Bousquet-Mélou Mireille
Published: August 2021

At the end of the 1960s, Knuth characterised in terms of forbidden patterns the permutations that can be sorted using a stack. He also showed that they are in bijection with Dyck paths and thus counted by the Catalan numbers. Subsequently, Pratt and Tarjan asked about permutations that can be sorted using two stacks in parallel. This question is significantly harder, and the associated counting question has remained open for 40 years. We solve it by giving a pair of equations that characterise the generating function of such permutations. The first component of this system describes the generating function $Q(a,u)$ of square lattice loops confined to the positive quadrant, counted by the length and the number of North-West and East-South factors. Our analysis of the asymptotic number of sortable permutations relies at the moment on two intriguing conjectures dealing with this series. Given the recent activity on walks confined to cones, we believe them to be attractive $\textit{per se}$. We prove these conjectures for closed walks confined to the upper half plane, or not confined at all.

Nous énumérons les permutations triables par deux piles en parallèle. Cette question était restée ouverte depuis les travaux de Knuth, Pratt et Tarjan dans les années 70. Notre solution consiste en une paire d’équations qui caractérisent la série génératrice. La première composante de ce système décrit la série $Q(a,u)$ des chemins fermés confinés dans le quart de plan positif, comptés selon leur longueur et le nombre de facteurs Nord-Ouest ou Est-Sud. Notre analyse du comportement asymptotique du nombre de permutations triables repose à ce stade sur deux conjectures remarquables portant sur $Q(a; u)$. Nous les prouvons pour les chemins fermés non confinés, ou confinés au demi-plan supérieur.
Bijactions in Cataland
Authors: Williams Nathan
Published: August 2021

In this abstract, I will survey the story of two enumerative miracles that relate certain Coxeter-theoretic objects and other poset-theoretic objects. The first miracle relates reduced words and linear extensions, while the second may be thought of as relating group elements and order ideals. The purpose of this abstract is to use a conjecture from my thesis to present both miracles in the same light.

Dans ce résumé, j’étudie l’histoire de deux miracles énumératifs qui relient certains objets de la théorie de Coxeter et d’autres objets de la théorie des posets. Le premier miracle relie des mots réduits et des extensions linéaires, tandis que le second relie des éléments du groupe et des idéaux d’ordre. Le but de ce résumé est d’utiliser une conjecture de ma thèse afin de présenter les deux miracles sous la même lumière.
A product formula for the TASEP on a ring
Authors: Aas Erik , Sjöstrand Jonas
Published: August 2021

For a random permutation sampled from the stationary distribution of the TASEP on a ring, we show that, conditioned on the event that the first entries are strictly larger than the last entries, the $\textit{order}$ of the first entries is independent of the $\textit{order}$ of the last entries. The proof uses multi-line queues as defined by Ferrari and Martin, and the theorem has an enumerative combinatorial interpretation in that setting. Finally, we present a conjecture for the case where the small and large entries are not separated.

Pour une permutation randomisée tirée de la mesure stationnaire du TASEP, nous démontrons, conditionnée à l’évènement que les premières lettres sont plus grandes que les dernières lettres, que l’ordre des petites lettres est indépendant de l’ordre des grandes lettres. La preuve utilise les files d’attente multilignes de Ferrari et Martin, et le théorème a une interprétation combinatoire énumérative dans ce contexte. Finalement, nous présentons une conjecture pour le cas où les petits et les grandes lettres ne sont pas séparées.
Positroids, non-crossing partitions, and positively oriented matroids
Authors: Ardila Federico , Rincón Felipe , Williams Lauren
Published: August 2021

We investigate the role that non-crossing partitions play in the study of positroids, a class of matroids introduced by Postnikov. We prove that every positroid can be constructed uniquely by choosing a non-crossing partition on the ground set, and then freely placing the structure of a connected positroid on each of the blocks of the partition. We use this to enumerate connected positroids, and we prove that the probability that a positroid on [n] is connected equals $1/e^2$ asymptotically. We also prove da Silva's 1987 conjecture that any positively oriented matroid is a positroid; that is, it can be realized by a set of vectors in a real vector space. It follows from this result that the positive matroid Grassmannian (or positive MacPhersonian) is homeomorphic to a closed ball.
Hall-Littlewood Polynomials in terms of Yamanouchi words
Authors: Roberts Austin
Published: August 2021

This paper uses the theory of dual equivalence graphs to give explicit Schur expansions to several families of symmetric functions. We begin by giving a combinatorial definition of the modified Macdonald polynomials and modified Hall-Littlewood polynomials indexed by any diagram $δ ⊂ \mathbb{Z} \times \mathbb{Z}$, written as $\widetilde H_δ (X;q,t)$ and $\widetilde P_δ (X;t)$, respectively. We then give an explicit Schur expansion of $\widetilde P_δ (X;t)$ as a sum over a subset of the Yamanouchi words, as opposed to the expansion using the charge statistic given in 1978 by Lascoux and Schüztenberger. We further define the symmetric function $R_γ ,δ (X)$ as a refinement of $\widetilde P_δ$ and similarly describe its Schur expansion. We then analysize $R_γ ,δ (X)$ to determine the leading term of its Schur expansion. To gain these results, we associate each Macdonald polynomial with a signed colored graph $\mathcal{H}_δ$ . In the case where a subgraph of $\mathcal{H}_δ$ is a dual equivalence graph, we provide the Schur expansion of its associated symmetric function, yielding several corollaries.
On the bialgebra of functional graphs and differential algebras
Authors: Ginocchio Maurice
Published: August 2021

We develop the bialgebraic structure based on the set of functional graphs, which generalize the case of the forests of rooted trees. We use noncommutative polynomials as generating monomials of the functional graphs, and we introduce circular and arborescent brackets in accordance with the decomposition in connected components of the graph of a mapping of \1, 2, \ldots, n\ in itself as in the frame of the discrete dynamical systems. We give applications fordifferential algebras and algebras of differential operators.
Some combinatorics of rhomboid-shaped fully packed loop configurations
Authors: Beil Sabine
Published: August 2021

The study of rhomboid-shaped fully packed loop configurations (RFPLs) is inspired by the work of Fischer and Nadeau on triangular fully packed loop configurations (TFPLs). By using the same techniques as they did some nice combinatorics for RFPLs arise. To each RFPL and to each oriented RFPL a quadruple of binary words (α ,β ;γ ,δ ) – its so-called boundary – is assigned. There are necessary conditions for the boundary of an RFPL respectively an oriented RFPL. For instance, it has to fulfill the inequality $d(γ )+d(δ )\geq(α )+d(β )+\vert α \vert _0\vert β \vert _1$, where $\vert α \vert _i $ denotes the number of occurrences of $i=0,1$ in α and d(α ) denotes the number of inversions of α . Furthermore, the number of ordinary RFPLs with boundary (α ,β ;γ ,δ ) can be expressed in terms of oriented RFPLs with the same boundary. Finally, oriented RFPLs with boundary (α ,β ;γ ,δ ) such that $d(γ )+d(δ )=d(α )+d(β )+\vert α \vert _0\vert β \vert _1$ are considered. They are in bijection with rhomboid-shaped Knutson-Tao puzzles. Also, Littlewood-Richardson tableaux of defect d are defined. They can be understood as a generalization of Littlewood-Richardson tableaux. Those tableaux are in bijection with rhomboid-shaped Knutson-Tao puzzles.
Two special cases of the Rational Shuffle Conjecture
Authors: Leven Emily
Published: August 2021

The Classical Shuffle Conjecture of Haglund et al. (2005) has a symmetric function side and a combinatorial side. The combinatorial side $q,t$-enumerates parking functions in the $n ×n$ lattice. The symmetric function side may be simply expressed as $∇ e_n$ , where $∇$ is the Macdonald eigen-operator introduced by Bergeron and Garsia (1999) and $e_n$ is the elementary symmetric function. The combinatorial side has been extended to parking functions in the $m ×n$ lattice for coprime $m,n$ by Hikita (2012). Recently, Gorsky and Negut have been able to extend the Shuffle Conjecture by combining their work (2012a, 2012b, 2013) (related to work of Schiffmann and Vasserot (2011, 2013)) with Hikita's combinatorial results. We prove this new conjecture for the cases $m=2$ and $n=2$ .
Gallery Posets of Supersolvable Arrangements
Authors: McConville Thomas
Published: August 2021

We introduce a poset structure on the reduced galleries in a supersolvable arrangement of hyperplanes. In particular, for Coxeter groups of type A or B, we construct a poset of reduced words for the longest element whose Hasse diagram is the graph of reduced words. Using Rambau's Suspension Lemma, we show that these posets are homotopy equivalent to spheres. We furthermore conjecture that its intervals are either homotopy equivalent to spheres or are contractible. One may view this as a analogue of a result of Edelman and Walker on the homotopy type of intervals of a poset of chambers of a hyperplane arrangement.
Weakly prudent self-avoiding bridges
Authors: Bacher Axel , Beaton Nicholas
Published: August 2021

We define and enumerate a new class of self-avoiding walks on the square lattice, which we call weakly prudent bridges. Their definition is inspired by two previously-considered classes of self-avoiding walks, and can be viewed as a combination of those two models. We consider several methods for recursively generating these objects, each with its own advantages and disadvantages, and use these methods to solve the generating function, obtain very long series, and randomly generate walks of arbitrary size. We find that the growth constant of these walks is approximately 2.58, which is larger than that of any previously-solved class of self-avoiding walks.
Hopf algebra of permutation pattern functions
Authors: Vargas Yannic
Published: August 2021

We study permutation patterns from an algebraic combinatorics point of view. Using analogues of the classical shuffle and infiltration products for word, we define two new Hopf algebras of permutations related to the notion of permutation pattern. We show several remarkable properties of permutation patterns functions, as well their occurrence in other domains.
Bucshbaum simplicial posets
Authors: Browder Jonathan , Klee Steven
Published: August 2021

The family of Buchsbaum simplicial posets generalizes the family of simplicial cell manifolds. The $h'-$vector of a simplicial complex or simplicial poset encodes the combinatorial and topological data of its face numbers and the reduced Betti numbers of its geometric realization. Novik and Swartz showed that the $h'-$vector of a Buchsbaum simplicial poset satisfies certain simple inequalities. In this paper we show that these necessary conditions are in fact sufficient to characterize the h'-vectors of Buchsbaum simplicial posets with prescribed Betti numbers.
Generalized Polarization Modules (extended abstract)
Authors: Blandin Héctor
Published: August 2021

This work enrols the research line of M. Haiman on the Operator Theorem (the old operator conjecture). This theorem states that the smallest $\mathfrak{S}_n$-module closed under taking partial derivatives and closed under the action of polarization operators that contains the Vandermonde determinant is the space of diagonal harmonics polynomials. We start generalizing the context of this theorem to the context of polynomials in $\ell$ sets of $n$ variables $x_{ij}$ with $1\le i \le \ell$ and $1 \le j \le n$. Given a $\mathfrak{S}_n$-stable family of homogeneous polynomials in the variables $x_{ij}$ the smallest vector space closed under taking partial derivatives and closed under the action of polarization operators that contains $F$ is the polarization module generated by the family $F$. These polarization modules are all representation of the direct product $\mathfrak{S}_n \times GL_\ell(\mathbb{C})$. In order to study the decomposition into irreducible submodules, we compute the graded Frobenius characteristic of these modules. For several cases of $\mathfrak{S}_n$-stable families of homogeneous polynomials in n variables, for every $n \ge 1$, we show general formulas for this graded characteristic in a global manner, independent of the value of $\ell$.

Ce travail s'inscrit dans la lignée de recherche des travaux de M. Haiman sur le théorème de l'opérateur (ex-conjecture de l'opérateur). Ce théorème affirme que le plus petit $\mathfrak{S}_n$-module clos par dérivation partielle et clos par l'action des opérateurs de polarisation qui contient le déterminant de Vandermonde est l'espace des polynômes harmoniques diagonaux. On commence par généraliser le contexte du théorème de l'opérateur au contexte de polynômes à ensembles de $n$ variables $x_{ij}$ avec $1\le i \le \ell$ et $1 \le j \le n$. Étant donnée une famille $\mathfrak{S}_n$-stable $F$ des polynômes homogènes en les variables $x_{ij}$, le plus petit espace vectoriel $\mathcal{M}_F$ clos par dérivation partielle et clos par léaction des opérateurs de polarisation contenant $F$ est le module de polarisation engendré par la famille $F$. Les modules $\mathcal{M}_F$ sont tous des représentations du produit direct $\mathfrak{S}_n \times GL_\ell(\mathbb{C})$. Dans le but d'étudier la décomposition en sous-modules irréductibles on calcule la caractéristique de Frobenius graduée de ces modules. Pour plusieurs cas de familles homogènes $\mathfrak{S}_n$-stables constituées des polynômes homogènes à $n$ variables, pour tout $n \ge 1$, on démontre des formules générales pour cette caractéristique graduée de façon globale, indépendante de la valeur de $\ell$.
Lattice structure of Grassmann-Tamari orders
Authors: McConville Thomas
Published: August 2021

The Tamari order is a central object in algebraic combinatorics and many other areas. Defined as the transitive closure of an associativity law, the Tamari order possesses a surprisingly rich structure: it is a congruence-uniform lattice. In this work, we consider a larger class of posets, the Grassmann-Tamari orders, which arise as an ordering on the facets of the non-crossing complex introduced by Pylyavskyy, Petersen, and Speyer. We prove that the Grassmann-Tamari orders are congruence-uniform lattices, which resolves a conjecture of Santos, Stump, and Welker. Towards this goal, we define a closure operator on sets of paths inside a rectangle, and prove that the biclosed sets of paths, ordered by inclusion, form a congruence-uniform lattice. We then prove that the Grassmann-Tamari order is a quotient lattice of the corresponding lattice of biclosed sets.

L’ordre Tamari est un objet central dans la combinatoire algébrique et de nombreux autres domaines. Définie comme la fermeture transitive d’une loi d’associativité, l’ordre Tamari possède une structure étonnamment riche: il est un treillis congruence uniforme. Dans ce travail, nous considérons une classe plus large de posets, les ordres Grassmann-Tamari, qui découlent comme un ordre sur les facettes du complexe non-croisement introduit par Pylyavskyy, Petersen, et Speyer. Nous démontrons que les ordres Grassmann-Tamari sont treillis congruence uniformes, ce qui résout une conjecture de Santos, Stump, et Welker. Pour atteindre cet objectif, nous définissons un opérateur de fermeture sur des ensembles de chemins à l’intérieur d’un rectangle, et prouver que les ensembles bifermé de chemins, ordonné par inclusion, forment un réseau de congruence uniforme. Nous démontrons ensuite que l’ordre Grassmann-Tamari est un treillis quotient du treillis correspondant d’ensembles bifermés.
Invariance properties for coefficients of symmetric functions
Authors: Briand Emmanuel , Orellana Rosa , Rosas Mercedes
Published: August 2021

We show that several of the main structural constants for symmetric functions (Littlewood-Richardsoncoefficients, Kronecker coefficients, plethysm coefficients, and the Kostka–Foulkes polynomials) share invarianceproperties related to the operations of taking complements with respect to rectangles and adding rectangles.

Nous montrons que plusieurs des principales constantes de structure de la théorie des fonctions symétriques(les coefficients de Littlewood–Richardson, les coefficients de Kronecker, les coefficients du pléthysme, et les polynômesde Kostka–Foulkes) ont en commun des symétries décrites par des opérations de complémentation dans des rectangleset d’ajout de rectangles pour les partitions qui les étiquettent.
SOUR graphs for efficient completion
Authors: Lynch Christopher , Strogova Polina
Published: August 2021

We introduce a data structure called \emphSOUR graphs and present an efficient Knuth-Bendix completion procedure based on it. \emphSOUR graphs allow for a maximal structure sharing of terms in rewriting systems. The term representation is a dag representation, except that edges are labelled with equational constraints and variable renamings. The rewrite rules correspond to rewrite edges, the unification problems to unification edges. The Critical Pair and Simplification inferences are recognized as patterns in the graph and are performed as local graph transformations. Our algorithm avoids duplicating term structure while performing inferences, which causes exponential behavior in the standard procedure. This approach gives a basis to design other completion algorithms, such as goal-oriented completion, concurrent completion and group completion procedures.
Enumerating some symmetry classes of rhombus tilings of holey hexagons
Authors: Gilmore Tomack
Published: August 2021

This extended abstract presents some recent (exact and asymptotic) enumerative results concerning rhombustilings of hexagons that have had symmetrically distributed inward pointing triangles of side length 2 removedfrom their interiors. These results form part of a larger article that is currently available online (arXiv:1501.05772).

Ce résumé détaillé présente quelques résultats énumératifs récents (exacts et asymptotiques) sur les pavagespar losanges d’hexagones dont on a enlevé des triangles de côté 2 placés symétriquement et pointant vers l’intérieur.Ces résultats sont extraits d’un article plus développé disponible actuellement en ligne (arXiv:1501.05772).
Lozenge tilings with free boundary
Authors: Panova Greta
Published: August 2021

We study tilings with lozenges of a domain with free boundary conditions on one side. These correspondto boxed symmetric plane partitions. We show that the positions of the horizontal lozenges near the left flatboundary, in the limit, have the same joint distribution as the eigenvalues from a Gaussian Unitary Ensemble (theGUE-corners/minors process). We also prove the existence of a limit shape of the height function (the symmetricplane partition). We also consider domains where the sides converge to $\infty$ at different rates and recover again theGUE-corners process.

Nous étudions les pavages par losanges d’un domaine dont le bord vertical est “libre”. Nous montrons queles positions des losanges horizontaux proches du bord gauche ont la même distribution que les valeurs propres del’ensemble gaussien unitaire. Nous montrons aussi l’existence d’une limite de la forme de la fonction de hauteur (unepartition plane symétrique). Nous considérons aussi des domaines ou des bords différents convergent vers $\infty$ destaux différents et nous retrouvons nouveau les processus EGU au bord.
Subwords and Plane Partitions
Authors: Hamaker Zachary , Williams Nathan
Published: August 2021

Using the powerful machinery available for reduced words of type $B$, we demonstrate a bijection between centrally symmetric $k$-triangulations of a $2(n + k)$-gon and plane partitions of height at most $k$ in a square of size $n$. This bijection can be viewed as the type $B$ analogue of a bijection for $k$-triangulations due to L. Serrano and C. Stump.

En utilisant la machinerie puissante pour mots réduits de type $B$, nous démontrons une bijection entre les $k$-triangulations centralement symétriques d’un $2(n + k)$-gon et les partitions de plans de hauteur inférieure ou égale à $k$ dans un carré de taille $n$. Cette bijection peut être considérée comme l’analogue de type $B$ d’une bijection de $k$-triangulations due à L. Serrano et C. Stump.
Upper bounds on the growth rates of hard squares and related models via corner transfer matrices
Authors: Chan Yao-Ban
Published: August 2021

We study the growth rate of the hard squares lattice gas, equivalent to the number of independent sets on the square lattice, and two related models — non-attacking kings and read-write isolated memory. We use an assortment of techniques from combinatorics, statistical mechanics and linear algebra to prove upper bounds on these growth rates. We start from Calkin and Wilf’s transfer matrix eigenvalue bound, then bound that with the Collatz-Wielandt formula from linear algebra. To obtain an approximate eigenvector, we use an ansatz from Baxter’s corner transfer matrix formalism, optimised with Nishino and Okunishi’s corner transfer matrix renormalisation group method. This results in an upper bound algorithm which no longer requires exponential memory and so is much faster to calculate than a direct evaluation of the Calkin-Wilf bound. Furthermore, it is extremely parallelisable and so allows us to make dramatic improvements to the previous best known upper bounds. In all cases we reduce the gap between upper and lower bounds by 4-6 orders of magnitude.

Nous étudions le taux de croissance du système de particules dur sur un réseau carré. Ce taux est équivalent au nombre d’ensembles indépendants sur le réseau carré. Nous étudions également deux modèles qui lui sont reliés : les rois non-attaquants et la mémoire isolée d’écriture-réécriture. Nous utilisons techniques diverses issues de la combinatoire, de la mécanique statistique et de l’algèbre linéaire pour prouver des bornes supérieures sur ces taux de croissances. Nous partons de la borne de Calkin et Wilf sur les valeurs propres des matrices de transfert, que nous bornons à l’aide de la formule de Collatz-Wielandt issue de l’algèbre linéaire. Pour obtenir une valeur approchée d’un vecteur propre, nous utilisons un ansatz du formalisme de Baxter sur les matrices de transfert de coin, que nous optimisons avec la méthode de Nishino et Okunishi qui exploite ces matrices. Il en résulte un algorithme pour calculer la borne supérieure qui n’est plus exponentiel en mémoire et est ainsi beaucoup plus rapide qu’une évaluation directe de la borne de Calkin-Wilf. De plus, cet algorithme est extrêmement parallélisable et permet ainsi une nette amélioration des meilleurs bornes supérieures existantes. Dans tous les cas l’écart entre les bornes supérieures et inférieures s’en trouve réduit de 4 à 6 ordres de grandeur.
Generalized Tesler matrices, virtual Hilbert series, and Macdonald polynomial operators
Authors: Wilson Andrew Timothy
Published: August 2021

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 virtual Hilbert series, 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 série de Hilbert virtuel, 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.
Lower bounds for sparse matrix vector multiplication on hypercubic networks
Authors: Manzini Giovanni
Published: August 2021

In this paper we consider the problem of computing on a local memory machine the product y = Ax,where A is a random n×n sparse matrix with Θ (n) nonzero elements. To study the average case communication cost of this problem, we introduce four different probability measures on the set of sparse matrices. We prove that on most local memory machines with p processors, this computation requires Ω ((n/p) \log p) time on the average. We prove that the same lower bound also holds, in the worst case, for matrices with only 2n or 3n nonzero elements.
Four Variations on Graded Posets
Authors: Zhang Yan X
Published: August 2021

We explore the enumeration of some natural classes of graded posets, including $(2 + 2)$-avoiding graded posets, $(3 + 1)$-avoiding graded posets, $(2 + 2)$- and $(3 + 1)$-avoiding graded posets, and the set of all graded posets. As part of this story, we discuss a situation when we can switch between enumeration of labeled and unlabeled objects with ease, which helps us generalize a result by Postnikov and Stanley from the theory of hyperplane arrangements, answer a question posed by Stanley, and see an old result of Klarner in a new light.

Nous étudions l’énumération de certaines classes naturelles de posets gradués, y compris ceux qui évitent les motifs $(2+2)$, $(3+1)$, $(2+2)$ et $(3+1)$, et l’ensemble de tous les posets gradués. En particulier, nous considérons une situation où l’énumération d’objets marqués et non marqués sont reliées de façon simple, ce qui nous permet de généraliser un résultat de Postnikov et Stanley en théorie des arrangements d’hyperplans, répondre à une question posée par Stanley, et voir sous un nouveau jour un vieux résultat de Klarner et Kreweras.
Rigged configurations of type $D_4^{(3)}$ and the filling map
Authors: Scrimshaw Travis
Published: August 2021

We give a statistic preserving bijection from rigged configurations to a tensor product of Kirillov–Reshetikhin crystals $\otimes_{i=1}^{N}B^{1,s_i}$ in type $D_4^{(3)}$ by using virtualization into type $D_4^{(1)}$. We consider a special case of this bijection with $B=B^{1,s}$, and we obtain the so-called Kirillov–Reshetikhin tableaux model for the Kirillov–Reshetikhin crystal.

Nous donnons une bijection prservant les statistiques entre les configurations gréées et les produits tensoriels de cristaux de Kirillov–Reshetikhin $\otimes_{i=1}^{N}B^{1,s_i}$ de type $D_4^{(3)}$, via une virtualisation en type $D_4^{(1)}$. Nous considérons un cas particulier de cette bijection pour $B=B^{1,s}$ et obtenons ainsi les modèles de tableaux appelés Kirillov–Reshetikhin pour le cristal Kirillov–Reshetikhin.
Non-commutative Frobenius characteristic of generalized parking functions : Application to enumeration
Authors: Priez Jean-Baptiste , Virmaux Aladin
Published: August 2021

We give a recursive definition of generalized parking functions that allows them to be viewed as a species. From there we compute a non-commutative characteristic of the generalized parking function module and deduce some enumeration formulas of structures and isomorphism types. We give as well an interpretation in several bases of non commutative symmetric functions. Finally, we investigate an inclusion-exclusion formula given by Kung and Yan.

Nous donnons une définition récursive des fonctions de parking généralisées nous permettant de munir ces dernières d’une structure d’espèce. Nous utilisons ce point de vu pour donner une caractéristique de Frobenius non-commutative du module des fonctions de parking généralisées que nous appliquons afin de donner de nombreuses formules d’énumération de structures et de type d’isomorphismes, ainsi qu’une interprétation dans plusieurs bases des fonctions symétriques non commutatives. Enfin, nousétudions une formule d’inclusion-exclusion provenant de Kung et Yan.
Combinatorics of symplectic invariant tensors
Authors: Rubey Martin , Westbury Bruce W.
Published: August 2021

An important problem from invariant theory is to describe the subspace of a tensor power of a representation invariant under the action of the group. According to Weyl's classic, the first main (later: 'fundamental') theorem of invariant theory states that all invariants are expressible in terms of a finite number among them, whereas a second main theorem determines the relations between those basic invariants.Here we present a transparent, combinatorial proof of a second fundamental theorem for the defining representation of the symplectic group $Sp(2n)$. Our formulation is completely explicit and provides a very precise link to $(n+1)$-noncrossing perfect matchings, going beyond a dimension count. As a corollary, we obtain an instance of the cyclic sieving phenomenon.

Un problème important de la théorie des invariantes est de décrire le sous espace d’une puissance tensorielle d’une représentation invariant à l’action du groupe. Suivant la classique de Weyl, le théorème fondamental premier pour la représentation standard du groupe sympléctique dit que tous les invariants peuvent être exprimés entre un nombre fini d’entre eux. Par ailleurs, un théorème fondamental second détermine les relations entre ces invariants basiques.Ici, nous présentons une preuve transparente d’un théorème fondamental second pour la représentation standard du groupe sympléctique $Sp(2n)$. Notre formulation est complètement explicite et elle fournit un lien très précis avec les couplages parfaits $(n+1)$ -noncroissants, plus précis qu’un dénombrement de la dimension. Comme corollaire nous exhibons un phénomène de crible cyclique.
Card-Shuffling via Convolutions of Projections on Combinatorial Hopf Algebras
Authors: Pang C. Y. Amy
Published: August 2021

Recently, Diaconis, Ram and I created Markov chains out of the coproduct-then-product operator on combinatorial Hopf algebras. These chains model the breaking and recombining of combinatorial objects. Our motivating example was the riffle-shuffling of a deck of cards, for which this Hopf algebra connection allowed explicit computation of all the eigenfunctions. The present note replaces in this construction the coproduct-then-product map with convolutions of projections to the graded subspaces, effectively allowing us to dictate the distribution of sizes of the pieces in the breaking step of the previous chains. An important example is removing one “vertex” and reattaching it, in analogy with top-to-random shuffling. This larger family of Markov chains all admit analysis by Hopf-algebraic techniques. There are simple combinatorial expressions for their stationary distributions and for their eigenvalues and multiplicities and, in some cases, the eigenfunctions are also calculable.

Récemment, avec Diaconis et Ram, nous avons construit des chaines de Markov à partir de l’opérateur “coproduit-puis-produit” défini sur un algèbre de Hopf combinatoire. Ces chaines modélisent la déconstruction et la construction d’objets combinatoires. La motivation était le “mélange à l’américaine”, une méthode populaire pour mélanger un jeu de cartes, pour lequel les liens avec les algèbres de Hopf combinatoires nous a permis de calculer explicitement toutes les fonctions propres. Ici, on généralise cette construction en remplaçant l’opérateur “coproduit-puis-produit” par les convolutions de projections sur les composantes graduées de l’algèbre. Ceci nous permet de stipuler les tailles des pièces dans la décomposition des objets combinatoires. Un exemple important est la suppression et l’insertion d’un “sommet”, par analogie avec la bibliothèque de Tsetlin. On constate que toutes ces chaines peuvent être analysées par des techniques provenant de la théorie des algèbres de Hopf combinatoires. On prouve des expressions combinatoires simples pour les distributions stationnaires ainsi que pour les valeurs propres et leurs multiplicités. Dans certains cas, il est possible de calculer les fonctions propres associées.
Combinatorial proofs of freeness of some P-algebras
Authors: Vong Vincent
Published: August 2021

We present new combinatorial methods for solving algebraic problems such as computing the Hilbert series of a free $P$-algebra over one generator, or proving the freeness of a $P$-algebra. In particular, we apply these methods to the cases of dendriform algebras, quadrialgebras and tridendriform algebras, which leads us to prove a conjecture of Aguiar and Loday about the freeness of the quadrialgebra generated by the permutation 12.

Nous présentons de nouvelles méthodes combinatoires permettant de résoudre des problèmes algébriques concernant les $P$-algèbres, comme déterminer la série de Hilbert de la $P$-algèbre libre sur un générateur, ou de prouver qu’une $P$-algèbre est libre. Nous les appliquons aux cas des algèbres dendriformes, des quadrialgèbres, et des algèbres tridendriformes. Cette approche nous permet en particulier de résoudre une conjecture de Aguiar et Loday à propos de la liberté de la quadrialgèbre engendrée par la permutation 12.
Pieri rule for the affine flag variety
Authors: Lee Seung Jin
Published: August 2021

We prove the affine Pieri rule for the cohomology of the affine flag variety conjectured by Lam, Lapointe, Morse and Shimozono. We study the cap operator on the affine nilHecke ring that is motivated by Kostant and Kumar’s work on the equivariant cohomology of the affine flag variety. We show that the cap operators for Pieri elements are the same as Pieri operators defined by Berg, Saliola and Serrano. This establishes the affine Pieri rule.

Nous prouvons la règle affine Pieri pour la cohomologie de la variété affine de drapeau conjecturé par Lam, Lapointe, Morse et Shimozono. Nous étudions l’opérateur de bouchon sur l’affine nilHecke anneau qui est motivé par le travail de Kostant et Kumar sur la cohomologie équivariante de la variété affine de drapeau. Nous montrons que les opérateurs de capitalisation pour les éléments Pieri sont les mêmes que les opérateurs Pieri définies par Berg, Saliola et Serrano. Ceci établit la règle affine Pieri.
Quicksort algorithm again revisited
Authors: Knessl Charles , Szpankowski Wojciech
Published: August 2021

We consider the standard Quicksort algorithm that sorts n distinct keys with all possible n! orderings of keys being equally likely. Equivalently, we analyze the total path length L(n) in a randomly built \emphbinary search tree. Obtaining the limiting distribution of L(n) is still an outstanding open problem. In this paper, we establish an integral equation for the probability density of the number of comparisons L(n). Then, we investigate the large deviations of L(n). We shall show that the left tail of the limiting distribution is much ''thinner'' (i.e., double exponential) than the right tail (which is only exponential). Our results contain some constants that must be determined numerically. We use formal asymptotic methods of applied mathematics such as the WKB method and matched asymptotics.
Universal geometric coefficients for the four-punctured sphere (Extended Abstract)
Authors: Barnard Emily , Meehan Emily , Polster Shira , Reading Nathan
Published: August 2021

We construct universal geometric coefficients for the cluster algebra associated to the four-punctured sphere and obtain, as a by-product, the $g$ -vectors of cluster variables. We also construct the rational part of the mutation fan. These constructions rely on a classification of the allowable curves (the curves which can appear in quasi-laminations). The classification allows us to prove the Null Tangle Property for the four-punctured sphere, thus adding this surface to a short list of surfaces for which this property is known. The Null Tangle Property then implies that the shear coordinates of allowable curves are the universal coefficients. We compute these shear coordinates to obtain universal geometric coefficients.

Nous construisons des coefficients géométriques universels pour l’algèbre amassée associée à la sphère privée de 4 points, et obtenons ce faisant les $g$-vecteurs des variables d’amas. Nous construisons aussi la partie rationnelle de l’éventail de mutation. Ces constructions reposent sur la classification des courbes admissibles (les courbes qui peuvent apparaître dans les quasi-laminations). Cette classification nous permet de prouver la “Null Tangle Property” pour la sphère privée de 4 points, ajoutant ainsi cette surface à la courte liste de surfaces pour lesquelles cette propriété est connue. La “Null Tangle Property” implique alors que les coordonnées de décalage des courbes admissibles sont les coefficients universels. Nous calculons ces coordonnées de décalage pour obtenir les coefficients géométriques universels.
Equivariant Giambelli formula for the symplectic Grassmannians — Pfaffian Sum Formula
Authors: Ikeda Takeshi , Matsumura Tomoo
Published: August 2021

We prove an explicit closed formula, written as a sum of Pfaffians, which describes each equivariant Schubert class for the Grassmannian of isotropic subspaces in a symplectic vector space

On démontre une formule close explicite, écrite comme une somme de Pfaffiens, qui décrit toute classe de Schubert équivariante pour la Grassmannienne des sous-espaces isotropes dans un espace vectoriel symplectique.
Stability of Kronecker coefficients via discrete tomography (Extended abstract)
Authors: Vallejo Ernesto
Published: August 2021

In this paper we give a sufficient condition for a general stability of Kronecker coefficients, which we call additive stability. Its main ingredient is the property of a matrix of being additive. This notion seems to be an important one: it appears in Discrete Tomography as a sufficient condition to uniqueness; it also appears in Manivel’s study of asymptotic properties of plethysm through Borel-Weil theory. The proof sketched here combines several results of the author on integer matrices motivated by Discrete Tomography with a new idea of Stembridge, that permits to bound some sequences of Kronecker coefficients. The advantage of additivity with respect to the previous approach by Stembridge is that it is very easy to produce new examples of additive matrices and, therefore, to produce many new examples of stability of Kronecker coefficients. We also show that Murnaghan’s stability property and other instances of stability discovered previously by the author are special cases of additive stability. Besides, our approach permits us to disprove a recent conjecture of Stembridge and to give a new characterization of additivity.

Dans ce papier nous donnons une condition suffisant pour la stabilité générale des coefficients de Kronecker, que nous appelons stabilité additive. L'ingrédient principal est la propriété d’une matrice d'être additif. Cette notion est apparemment d’importance: elle apparaît en Tomographie Discrète comme une condition suffisant pour unicité; elle apparaît aussi dans l’étude de Manivel de propriétés asymptotiques du pléthysme par moyen de la théorie de Borel-Weil. La démonstration esquissée ici combine plusieurs résultats de l’auteur sur les matrices à coefficients entiers stimulés pour la Tomographie Discrète avec une nouvelle idée de Stembridge, qui permet de borner quelques successions des coefficients de Kronecker. L’avantage de notre méthode sur l’approche de Stembridge est qu’il est très facile de produire nouveaux exemples de matrices additives, et ainsi, de nouveaux exemples de stabilité des coefficients de Kronecker. Nous démontrons aussi que la stabilité de Murnaghan et d’autres exemples de stabilité trouvés antérieurement par l’auteur sont des cas spéciaux de la stabilité additive. En plus, avec notre approche nous réfutons une conjecture de Stembridge et donnons une nouvelle caractérisation d’additivité.
Statistics on Lattice Walks and q-Lassalle Numbers
Authors: Tevlin Lenny
Published: August 2021

This paper contains two results. First, I propose a $q$-generalization of a certain sequence of positive integers, related to Catalan numbers, introduced by Zeilberger, see Lassalle (2010). These $q$-integers are palindromic polynomials in $q$ with positive integer coefficients. The positivity depends on the positivity of a certain difference of products of $q$-binomial coefficients.To this end, I introduce a new inversion/major statistics on lattice walks. The difference in $q$-binomial coefficients is then seen as a generating function of weighted walks that remain in the upper half-plan.

Cet document contient deux résultats. Tout d’abord, je vous propose un $q$-generalization d’une certaine séquence de nombres entiers positifs, liés à nombres de Catalan, introduites par Zeilberger (Lassalle, 2010). Ces $q$-integers sont des polynômes palindromiques à $q$ à coefficients entiers positifs. La positivité dépend de la positivité d’une certaine différence de produits de $q$-coefficients binomial.Pour ce faire, je vous présente une nouvelle inversion/major index sur les chemins du réseau. La différence de $q$-binomial coefficients est alors considérée comme une fonction de génération de trajets pondérés qui restent dans le demi-plan supérieur.