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Excedances in classical and affine Weyl groups
Authors: Mongelli Pietro 
Published: August 2021

Based on the notion of colored and absolute excedances introduced by Bagno and Garber we give an analogue of the derangement polynomials. We obtain some basic properties of these polynomials. Moreover, we define an excedance statistic for the affine Weyl groups of type $\widetilde{B}_n, \widetilde {C}_n$ and $\widetilde {D}_n$ and determine the generating functions of their distributions. This paper is inspired by one of Clark and Ehrenborg (2011) in which the authors introduce the excedance statistic for the group of affine permutations and ask if this statistic can be defined for other affine groups.
Basée sur la notion des excédances colorés et absolu introduits par Bagno and Garber, nous donnons un analogue des polynômes des dérangements. Nous obtenons quelques propriétés de base de ces polynômes. En outre, nous définissons une excédance statistique pour le groupes de Weyl affines de type $\widetilde{B}_n, \widetilde {C}_n$ et $\widetilde {D}_n$ et nous déterminons les fonctions génératrices de leurs distributions. Cet article est inspirè d'un article de Clark et Ehrenborg (2011) dans lequel les auteurs introduisent les excedances pour le groupe des permutations affine et demander si cette statistique peut être éèfinie pour les autres groupes affines.
Constructing neighborly polytopes and oriented matroids
Authors: Padrol Arnau 
Published: August 2021

A $d$-polytope $P$ is neighborly if every subset of $\lfloor\frac{d}{2}\rfloor $vertices is a face of $P$. In 1982, Shemer introduced a sewing construction that allows to add a vertex to a neighborly polytope in such a way as to obtain a new neighborly polytope. With this, he constructed superexponentially many different neighborly polytopes. The concept of neighborliness extends naturally to oriented matroids. Duals of neighborly oriented matroids also have a nice characterization: balanced oriented matroids. In this paper, we generalize Shemer's sewing construction to oriented matroids, providing a simpler proof. Moreover we provide a new technique that allows to construct balanced oriented matroids. In the dual setting, it constructs a neighborly oriented matroid whose contraction at a particular vertex is a prescribed neighborly oriented matroid. We compare the families of polytopes that can be constructed with both methods, and show that the new construction allows to construct many new polytopes.
Un $d$-polytope $P$ est $\textit{neighborly}$ si tout sous-ensemble de $\lfloor\frac{d}{2}\rfloor $ sommets forme une face de $P$. En 1982, Shemer a introduit une construction de couture qui permet de rajouter un sommet à un polytope $\textit{neighborly}$ et d'obtenir un nouveau polytope $\textit{neighborly}$. Cette construction lui permet de construire un nombre super-exponentiel de polytopes $\textit{neighborly}$ distincts. Le concept de $\textit{neighborliness}$ s'étend naturellement aux matroïdes orientés. Les duaux de matroïdes orientés $\textit{neighborly}$ ont de plus une belle caractérisation: ce sont les matroïdes orientés équilibrés. Dans cet article, nous généralisons la construction de couture de Shemer aux matroïdes orientés, ce qui en fournit une démonstration plus simple. Par ailleurs, nous proposons une nouvelle technique qui permet de construire matroïdes orientés équilibrés. Dans le cadre dual, on obtient un matroïde $\textit{neighborly}$ dont la contraction à un sommet distinguè est un matroïde $\textit{neighborly}$ prescrit. Nous comparons les familles de polytopes qui peuvent être construites avec ces deux méthodes, et montrons que la nouvelle construction permet de construire plusieurs nouveaux polytopes.
Les polynômes eul\IeC èriens stables de type B
Authors: Visontai Mirkó , Williams Nathan 
Published: August 2021

We give a multivariate analog of the type B Eulerian polynomial introduced by Brenti. We prove that this multivariate polynomial is stable generalizing Brenti's result that every root of the type B Eulerian polynomial is real. Our proof combines a refinement of the descent statistic for signed permutations with the notion of real stability—a generalization of real-rootedness to polynomials in multiple variables. The key is that our refined multivariate Eulerian polynomials satisfy a recurrence given by a stability-preserving linear operator.
Nous prèsentons un raffinement multivariè d'un polynôme eulèrien de type B dèfini par Brenti. En prouvant que ce polynôme est stable nous gènèralisons un rèsultat de Brenti selon laquel chaque racine du polynôme eulèrien de type B est rèelle. Notre preuve combine un raffinement de la statistique des descentes pour les permutations signèes avec la stabilitè—une gènèralisation de la propriètè d'avoir uniquement des racines rèelles aux polynômes en plusieurs variables. La connexion est que nos polynômes eulèriens raffinès satisfont une rècurrence donnèe par un opèrateur linèaire qui prèserve la stabilitè.
The sandpile model, polyominoes, and a $q,t$-Narayana polynomial
Authors: Dukes Mark , Le Borgne Yvan 
Published: August 2021

We give a polyomino characterisation of recurrent configurations of the sandpile model on the complete bipartite graph $K_{m,n}$ in which one designated vertex is the sink. We present a bijection from these recurrent configurations to decorated parallelogram polyominoes whose bounding box is a $m×n$ rectangle. Other combinatorial structures appear in special cases of this correspondence: for example bicomposition matrices (a matrix analogue of set partitions), and (2+2)-free posets. A canonical toppling process for recurrent configurations gives rise to a path within the associated parallelogram polyominoes. We define a collection of polynomials that we call $q,t$-Narayana polynomials, the generating functions of the bistatistic $(\mathsf{area ,parabounce} )$ on the set of parallelogram polyominoes, akin to Haglund's $(\mathsf{area ,hagbounce} )$ bistatistic on Dyck paths. In doing so, we have extended a bistatistic of Egge et al. to the set of parallelogram polyominoes. This is one answer to their question concerning extensions to other combinatorial objects. We conjecture the $q,t$-Narayana polynomials to be symmetric and discuss the proofs for numerous special cases. We also show a relationship between the $q,t$-Catalan polynomials and our bistatistic $(\mathsf{area ,parabounce}) $on a subset of parallelogram polyominoes.
Pour le modèle du tas de sable sur un graphe $K_m,n$ biparti complet, on donne une description des configurations rècurrentes à l'aide d'une bijection avec des polyominos parallèlogrammes dècorès de rectangle englobant $m×n$. D'autres classes combinatoires apparaissent comme des cas particuliers de cette construction: par exemple les matrices de bicomposition et les ordres partiels évitant le motif (2+2). Un processus d'éboulement canonique des configurations récurrentes se traduit par un chemin bondissant dans le polyomino parallèlogramme associè. Nous définissons une famille de polynômes, baptisée de $q,t$-Narayana, à travers la distribution d'une paire de statistique $(\mathsf{aire, poidscheminbondissant})$ sur les polyominos parallélogrammes similaire à celle de Haglund définissant les polynômes de $q,t$-Catalan sur les chemins de Dyck. Ainsi nous étendons une paire de statistique de Egge et d'autres à l'ensemble des polynominos parallélogrammes. Cela répond à l'une de leur question sur des généralistations à d'autres objets combinatoires. Nous conjecturons que les polynômes de $q,t$-Narayana sont symétriques et discutons des preuves de plusieurs cas particuliers. Nous montrons ègalement une relation avec les polynômes de $q,t$-Catalan en restreignant notre paire de statistique à un sous-ensemble des polyominos parallélogrammes.
Fluctuations of central measures on partitions
Authors: Mèliot Pierre-Loïc 
Published: August 2021

We study the fluctuations of models of random partitions $(\mathbb{P}_n,ω )_n ∈\mathbb{N}$ stemming from the representation theory of the infinite symmetric group. Using the theory of polynomial functions on Young diagrams, we establish a central limit theorem for the values of the irreducible characters $χ ^λ$ of the symmetric groups, with $λ$ taken randomly according to the laws $\mathbb{P}_n,ω$ . This implies a central limit theorem for the rows and columns of the random partitions, and these ``geometric'' fluctuations of our models can be recovered by relating central measures on partitions, generalized riffle shuffles, and Brownian motions conditioned to stay in a Weyl chamber.
Nous étudions les fluctuations de modèles de partitions aléatoires $(\mathbb{P}_n,ω )_n ∈\mathbb{N}$ issus de la théorie des représentations du groupe symétrique infini. En utilisant la théorie des fonctions polynomiales sur les diagrammes de Young, nous établissons un théorème central limite pour les valeurs des caractères irréductibles $χ ^λ$ des groupes symétriques, avec $λ$ pris aléatoirement suivant les lois $\mathbb{P}_n,ω$ . Ceci implique un théorème central limite pour les lignes et les colonnes des partitions aléatoires, et ces fluctuations ``géométriques'' de nos modèles peuvent être retrouvées en reliant les mesures centrales sur les partitions, les battages généralisés de cartes, et les mouvements browniens conditionnés à rester dans une chambre de Weyl.
Moment graphs and KL-polynomials
Authors: Lanini Martina 
Published: August 2021

Motivated by a result of Fiebig (2007), we categorify some properties of Kazhdan-Lusztig polynomials via sheaves on Bruhat moment graphs. In order to do this, we develop new techniques and apply them to the combinatorial data encoded in these moment graphs.
Motivés par un résultat de Fiebig (2007), nous catégorisons certaines propriétés des polynômes de Kazhdan-Lusztig en utilisant faisceaux sur les graphes moment de Bruhat. Pour faire ça, nous développons de nouvelles techniques et les appliquons ensuite aux données combinatoires encodées dans ces graphes moment.
Noncommutative symmetric functions with matrix parameters
Authors: Lascoux Alain , Novelli Jean-Christophe , Thibon Jean-Yves 
Published: August 2021

We define new families of noncommutative symmetric functions and quasi-symmetric functions depending on two matrices of parameters, and more generally on parameters associated with paths in a binary tree. Appropriate specializations of both matrices then give back the two-vector families of Hivert, Lascoux, and Thibon and the noncommutative Macdonald functions of Bergeron and Zabrocki.
Nous définissons de nouvelles familles de fonctions symétriques non-commutatives et de fonctions quasi-symétriques, dépendant de deux matrices de paramètres, et plus généralement, de paramètres associés à des chemins dans un arbre binaire. Pour des spécialisations appropriées, on retrouve les familles à deux vecteurs de Hivert-Lascoux-Thibon et les fonctions de Macdonald non-commutatives de Bergeron-Zabrocki.
Hecke algebra and quantum chromatic symmetric functions
Authors: Shelton Brittany , Skandera Mark 
Published: August 2021

We evaluate induced sign characters of $H_n(q)$ at certain elements of $H_n(q)$ and conjecture an interpretation for the resulting polynomials as generating functions for $P$-tableaux by a certain statistic. Our conjecture relates the quantum chromatic symmetric functions of Shareshian and Wachs to $H_n(q)$ characters.
Nous évaluons les caractères de signe induits de $H_n(q)$ à certains éléments de $H_n(q)$ et nous conjecturons une interprétation des polynômes résultants comme fonctions génératrices pour les tableaux-$P$ par une certaine statistique. Cette conjecture établit un lien entre les fonctions chromatiques symétriques de Shareshian et Wachs et les caractères de $H_n(q)$.
Sorting and preimages of pattern classes
Authors: Claesson Anders , Úlfarsson Henning 
Published: August 2021

We introduce an algorithm to determine when a sorting operation, such as stack-sort or bubble-sort, outputs a given pattern. The algorithm provides a new proof of the description of West-2-stack-sortable permutations, that is permutations that are completely sorted when passed twice through a stack, in terms of patterns. We also solve the long-standing problem of describing West-3-stack-sortable permutations. This requires a new type of generalized permutation pattern we call a decorated pattern.
On introduit un algorithme qui détermine quand un opérateur de tri (tels que le tri par une pile, ou le tri-bulle) produit un motif donnè en sortie. Cet algorithme fournit une nouvelle preuve de la caractérisation des permutations 2-triables au sens de West (c'est-à-dire des permutations qui sont triées complètement par deux passages dans une pile) par des motifs interdits. On résout aussi le problème longtemps ouvert de la caractérisation des permutations 3-triables au sens de West. Ceci demande de définir un nouveau type de motifs généralisés, appelè motif décoré.
Correlations for the Novak process
Authors: Nordenstam Eric , Young Benjamin 
Published: August 2021

We study random lozenge tilings of a certain shape in the plane called the Novak half-hexagon, and compute the correlation functions for this process. This model was introduced by Nordenstam and Young (2011) and has many intriguing similarities with a more well-studied model, domino tilings of the Aztec diamond. The most difficult step in the present paper is to compute the inverse of the matrix whose (i,j)-entry is the binomial coefficient $C(A, B_j-i)$ for indeterminate variables $A$ and $B_1, \dots , B_n.$
Nous étudions des pavages aléatoires d'une region dans le plan par des losanges qui s'appelle le demi-hexagone de Novak et nous calculons les corrélations de ce processus. Ce modèle a été introduit par Nordenstam et Young (2011) et a plusieurs similarités des pavages aléatoires d'un diamant aztèque par des dominos. La partie la plus difficile de cet article est le calcul de l'inverse d'une matrice ou l’élément (i,j) est le coefficient binomial $C(B_j-i, A)$ pour des variables $A$ et $B_1, \dots , B_n$ indéterminés.
A generalization of the alcove model and its applications
Authors: Lenart Cristian , Lubovsky Arthur 
Published: August 2021

The alcove model of the first author and Postnikov describes highest weight crystals of semisimple Lie algebras. We present a generalization, called the quantum alcove model, and conjecture that it uniformly describes tensor products of column shape Kirillov-Reshetikhin crystals, for all untwisted affine types. We prove the conjecture in types $A$ and $C$. We also present evidence for the fact that a related statistic computes the energy function.
Le modèle des alcôves du premier auteur et Postnikov décrit les cristaux de plus haut poids des algèbres de Lie semi-simples. Nous présentons une généralisation, appelée le modèle des alcôves quantique, et nous conjecturons qu’il décrit dans une manière uniforme les produits tensoriels des cristaux de Kirillov-Reshetikhin de type colonne, pour toutes les types affines symétriques. Nous prouvons la conjecture dans les types $A$ et $C$. Nous fournissons aussi des preuves qu’une statistique associée donne la fonction d’énergie.
Lifted generalized permutahedra and composition polynomials
Authors: Ardila Federico , Doker Jeffrey 
Published: August 2021

We introduce a "lifting'' construction for generalized permutohedra, which turns an $n$-dimensional generalized permutahedron into an $(n+1)$-dimensional one. We prove that this construction gives rise to Stasheff's multiplihedron from homotopy theory, and to the more general "nestomultiplihedra,'' answering two questions of Devadoss and Forcey. We construct a subdivision of any lifted generalized permutahedron whose pieces are indexed by compositions. The volume of each piece is given by a polynomial whose combinatorial properties we investigate. We show how this "composition polynomial'' arises naturally in the polynomial interpolation of an exponential function. We prove that its coefficients are positive integers, and conjecture that they are unimodal.
Nous introduisons une construction de "lifting'' (redressement) pour permutaèdres généralisés, qui transforme un permutaèdre généralisé de dimension $n$ en un de dimension $n+1$. Nous démontrons que cette construction conduit au multiplièdre de Stasheff à partir de la théorie d'homotopie, et aux "nestomultiplièdres", ce qui répond à deux questions de Devadoss et Forcey. Nous construisons une subdivision de n'importe quel permutaèdre généralisé dont les pièces sont indexées par compositions. La volume de chaque pièce est donnée par un polynôme dont nous recherchons les propriétés combinatoires. Nous montrons comment ce "polynôme de composition'' surgit naturellement dans l'interpolation d'une fonction exponentielle. Nous démontrons que ses coefficients sont strictement positifs, et nous conjecturons qu'ils sont unimodaux.
An inequality of Kostka numbers and Galois groups of Schubert problems
Authors: Brooks Christopher J. , Campo Abraham Martín , Sottile Frank 
Published: August 2021

We show that the Galois group of any Schubert problem involving lines in projective space contains the alternating group. Using a criterion of Vakil and a special position argument due to Schubert, this follows from a particular inequality among Kostka numbers of two-rowed tableaux. In most cases, an easy combinatorial injection proves the inequality. For the remaining cases, we use that these Kostka numbers appear in tensor product decompositions of $\mathfrak{sl}_2\mathbb{C}$ -modules. Interpreting the tensor product as the action of certain commuting Toeplitz matrices and using a spectral analysis and Fourier series rewrites the inequality as the positivity of an integral. We establish the inequality by estimating this integral.
On montre que le groupe de Galois de tout problème de Schubert concernant des droites dans l'espace projective contient le groupe alterné. En utilisant un critère de Vakil et l'argument de position spéciale due à Schubert, ce résultat se déduit d'une inégalité particulière des nombres de Kostka des tableaux ayant deux rangées. Dans la plupart des cas, une injection combinatoriale facile montre l’inégalité. Pour les cas restants, on utilise le fait que ces nombres de Kostka apparaissent dans la décomposition en produit tensoriel des $\mathfrak{sl}_2\mathbb{C}$-modules. En interprétant le produit tensoriel comme l'action de certaines matrices de Toeplitz commutant entre elles, et en utilisant de l'analyse spectrale et les séries de Fourier, on réécrit l’inégalité comme la positivité d'une intégrale. L’inégalité sera établie en estimant cette intégrale.
A variation on the tableau switching and a Pak-Vallejo's conjecture
Authors: Azenhas Olga 
Published: August 2021

Pak and Vallejo have defined fundamental symmetry map as any Young tableau bijection for the commutativity of the Littlewood-Richardson coefficients $c_{\mu,\nu}^{\lambda}=c_{\nu, \mu}^{\lambda}$. They have considered four fundamental symmetry maps and conjectured that they are all equivalent (2004). The three first ones are based on standard operations in Young tableau theory and, in this case, the conjecture was proved by Danilov and Koshevoy (2005). The fourth fundamental symmetry, given by the author in (1999;2000) and reformulated by Pak and Vallejo, is defined by nonstandard operations in Young tableau theory and will be shown to be equivalent to the first one defined by the involution property of the Benkart-Sottile-Stroomer tableau switching. The proof of this equivalence provides, in the case the first tableau is Yamanouchi, a variation of the tableau switching algorithm which shows $\textit{switching}$ as an operation that takes two tableaux sharing a common border and moves them trough each other by decomposing the first tableau into a sequence of tableaux whose sequence of partition shapes defines a Gelfand-Tsetlin pattern. This property leads to a $\textit{jeu de taquin-chain sliding}$ on Littlewood-Richardson tableaux.
Pak et Vallejo ont défini la transformation de la symétrie fondamentale comme une bijection de tableaux de Young pour la comutativité des coefficients de Littlewood-Richardson $c_{\mu,\nu}^{\lambda}=c_{\nu, \mu}^{\lambda}$. Ils ont considéré quatre bijections fondamentaux et ont conjecturé qu’elles sont équivalentes (2004). Les trois premières sont basées sur des opérations standard de la théorie des tableaux de Young et, dans ce cas, la conjecture a été confirmée par Danilov et Koshevoy (2005). La quatrième symétrie fondamentale, donnée par l’auteur (1999;2000) et reformulée par Pak et Vallejo, est définie par des opérations $\textit{nonstandard}$ dans la théorie des tableaux de Young. Cette bijection sera montrée équivalente à la première définie pour la propriété involutoire du $\textit{tableau switching}$ de Benkart-Sottile-Stroomer. La preuve de cette équivalence, dans le cas le premier tableau est de Yamanouchi, donne une variation du algorithme de $\textit{tableau switching}$ qui montre $\textit{switching}$ comme une opération qui prendre deux tableaux avec une même borde et meut un à travers de l’autre en décomposant le premier dans une séquence de tableaux dont la séquence des partitions des formats définit une diagramme de Gelfand-Tsetlin. Cette propriété conduit à un algorithme du type $\textit{jeu de taquin-glissements sur chaînes}$ pour les tableaux de Littlewood-Richardson.
Perfect Matchings and Cluster Algebras of Classical Type
Authors: Musiker Gregg 
Published: August 2021

In this paper we give a graph theoretic combinatorial interpretation for the cluster variables that arise in most cluster algebras of finite type. In particular, we provide a family of graphs such that a weighted enumeration of their perfect matchings encodes the numerator of the associated Laurent polynomial while decompositions of the graphs correspond to the denominator. This complements recent work by Schiffler and Carroll-Price for a cluster expansion formula for the $A_n$ case while providing a novel interpretation for the $B_n$, $C_n$, and $D_n$ cases.
Dans cet article nous donnons une interprétation combinatoire en termes de théorie des graphes pour les variables de clusters qui apparaissent dans la plupart des algèbres à clusters de type fini. En particulier, nous décrivons une famille de graphes tels qu'une énumération pondérée de leurs matchings parfaits encode le numérateur du polynôme de Laurent associé, tandis que les décompositions du graphe correspondent au dénominateur. Ceci complète les récents travaux de Schiffler et Carroll-Price qui donnent une formule pour le développement d'une variable de cluster dans le cas $A_n$, tout en fournissant une nouvelle interprétation dans les cas $B_n$, $C_n$ et $D_n$.