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Cyclic Sieving and Plethysm Coefficients
Authors: Rush David B 
Published: August 2021

A combinatorial expression for the coefficient of the Schur function $s_{\lambda}$ in the expansion of the plethysm $p_{n/d}^d \circ s_{\mu}$ is given for all $d$ dividing $n$ for the cases in which $n=2$ or $\lambda$ is rectangular. In these cases, the coefficient $\langle p_{n/d}^d \circ s_{\mu}, s_{\lambda} \rangle$ is shown to count, up to sign, the number of fixed points of an $\langle s_{\mu}^n, s_{\lambda} \rangle$-element set under the $d^e$ power of an order $n$ cyclic action. If $n=2$, the action is the Schützenberger involution on semistandard Young tableaux (also known as evacuation), and, if $\lambda$ is rectangular, the action is a certain power of Schützenberger and Shimozono's <i>jeu-de-taquin</i> promotion.This work extends results of Stembridge and Rhoades linking fixed points of the Schützenberger actions to ribbon tableaux enumeration. The conclusion for the case $n=2$ is equivalent to the domino tableaux rule of Carré and Leclerc for discriminating between the symmetric and antisymmetric parts of the square of a Schur function.
Une expression combinatoire pour le coefficient de la fonction de Schur $s_{\lambda}$ dans l’expansion du pléthysme $p_{n/d}^d \circ s_{\mu}$ est donné pour tous $d$ que disent $n$, dans les cas où $n=2$, ou $\lambda$ est rectangulaire. Dans ces cas, le coefficient $\langle p_{n/d}^d \circ s_{\mu}, s_{\lambda} \rangle$ se montre à compter, où l’on ignore le signe, le nombre des point fixés d’un ensemble de $\langle s_{\mu}^n, s_{\lambda} \rangle$ éléments sous la puissance $d^e$ d’une action cyclique de l’ordre $n$. Si $n=2$, l’action est l’involution de Schützenberger sur les tableaux semi-standard de Young (aussi connu sous le nom des évacuations), et si $\lambda$ est rectangulaire, l’action est une certaine puissance de l’avancement jeu-de-taquin de Schützenberger et Shimozono.Ce travail étend les résultats de Stembridge et Rhoades, liant les point fixés des actions de Schützenberger aux tableaux de ruban. Pour le cas $n=2$ , la conclusion est équivalent à la règle des tableaux de dominos de Carré et Leclerc, qui distingue entre les parties symétriques et asymétriques du carré d’une fonction de Schur.
A combinatorial model for exceptional sequences in type A
Authors: Garver Alexander , Matherne Jacob P. 
Published: August 2021

Exceptional sequences are certain ordered sequences of quiver representations. We use noncrossing edge-labeled trees in a disk with boundary vertices (expanding on T. Araya’s work) to classify exceptional sequences of representations of $Q$, the linearly ordered quiver with $n$ vertices. We also show how to use variations of this model to classify $c$-matrices of $Q$, to interpret exceptional sequences as linear extensions, and to give a simple bijection between exceptional sequences and certain chains in the lattice of noncrossing partitions. In the case of $c$-matrices, we also give an interpretation of $c$-matrix mutation in terms of our noncrossing trees with directed edges.
Les suites exceptionnelles sont certaines suites ordonnées de représentations de carquois. Nous utilisons des arbres aux arêtes étiquetés et aux sommets dans le bord d’un disque (expansion sur le travail de T. Araya) pour classifier les suites exceptionnelles de représentations du carquois linéairement ordonné à $n$ sommets. Nous exploitons des variations de ce modèle pour classifier les $c$-matrices dudit carquois, pour interpréter les suites exceptionnelles comme des extensions linéaires, et pour donner une bijection élémentaire entre les suites exceptionnelles et certaines chaînes dans le réseau des partitions sans croisement. Dans le cas des $c$-matrices, nous donnons également une interprétation de la mutation des $c$-matrices en termes des arbres sans croisement aux arêtes orientés.
Dual filtered graphs
Authors: Patrias Rebecca , Pylyavskyy Pavlo 
Published: August 2021

We define a $K$ -theoretic analogue of Fomin’s dual graded graphs, which we call dual filtered graphs. The key formula in the definition is $DU - UD = D + I$. Our major examples are $K$ -theoretic analogues of Young’s lattice, the binary tree, and the graph determined by the Poirier-Reutenauer Hopf algebra. Most of our examples arise via two constructions, which we call the Pieri construction and the Möbius construction. The Pieri construction is closely related to the construction of dual graded graphs from a graded Hopf algebra, as described in Bergeron-Lam-Li, Nzeutchap, and Lam-Shimozono. The Möbius construction is more mysterious but also potentially more important, as it corresponds to natural insertion algorithms.
Nous définissons un analogue $K$ -théorique aux graphes gradués en dualité de Fomin que nous appelons les graphes filtrés en dualité. La formule importante pour la définition est $DU - UD = D + I$. Nos principaux exemples sont un analogue $K$ -théorique aux graphe de Young, l’arbre binaire, et un graphe déterminé par l’algèbre de Hopf de Poirier-Reutenauer. La plupart de nos exemples surviennent de deux constructions que nous appelons la construction de Pieri et la construction de Möbius. La construction de Pieri est étroitement liée à la construction des graphes gradués en dualité d’une algèbre graduée de Hopf à la Bergeron-Lam-Li, Nzeutchap, et Lam-Shimozono. La construction de Möbius est plus mystérieuse, mais aussi peut-être plus importante car cette construction correspond aux algorithmes d’insertion naturelles.
Dyck path triangulations and extendability (extended abstract)
Authors: Ceballos Cesar , Padrol Arnau , Sarmiento Camilo 
Published: August 2021

We introduce the Dyck path triangulation of the cartesian product of two simplices $\Delta_{n-1}\times\Delta_{n-1}$. The maximal simplices of this triangulation are given by Dyck paths, and its construction naturally generalizes to produce triangulations of $\Delta_{r\ n-1}\times\Delta_{n-1}$ using rational Dyck paths. Our study of the Dyck path triangulation is motivated by extendability problems of partial triangulations of products of two simplices. We show that whenever$m\geq k>n$, any triangulations of $\Delta_{m-1}^{(k-1)}\times\Delta_{n-1}$ extends to a unique triangulation of $\Delta_{m-1}\times\Delta_{n-1}$. Moreover, with an explicit construction, we prove that the bound $k>n$ is optimal. We also exhibit interpretations of our results in the language of tropical oriented matroids, which are analogous to classical results in oriented matroid theory.
Nous introduisons la triangulation par chemins de Dyck du produit cartésien de deux simplexes $\Delta_{n-1}\times\Delta_{n-1}$. Les simplexes maximaux de cette triangulation sont donnés par des chemins de Dyck, et cette construction se généralise de façon naturelle pour produire des triangulations $\Delta_{r\ n-1}\times\Delta_{n-1}$ qui utilisent des chemins de Dyck rationnels. Notre étude de la triangulation par chemins de Dyck est motivée par des problèmes de prolongement de triangulations partielles de produits de deux simplexes. On montre que $m\geq k>n$ alors toute triangulation de $\Delta_{m-1}^{(k-1)}\times\Delta_{n-1}$ se prolonge en une unique triangulation de $\Delta_{m-1}\times\Delta_{n-1}$. De plus, avec une construction explicite, nous montrons que la borne $k>n$ est optimale. Nous présentons aussi des interprétations de nos résultats dans le langage des matroïdes orientés tropicaux, qui sont analogues aux résultats classiques de la théorie des matroïdes orientés.
Coxeter-biCatalan combinatorics
Authors: Barnard Emily , Reading Nathan 
Published: August 2021

We consider several counting problems related to Coxeter-Catalan combinatorics and conjecture that the problems all have the same answer, which we call the $W$ -biCatalan number. We prove the conjecture in many cases.
Nous considérons des problèmes énumératifs liés à la combinatoire de Coxeter-Catalan et conjecturons que tous les problèmes ont la même solution, que nous appelons le nombre $W$ -biCatalan. Nous prouvons la conjecture dans de nombreux cas.
Atomic Bases and $T$-path Formula for Cluster Algebras of Type $D$
Authors: Gunawan Emily , Musiker Gregg 
Published: August 2021

We extend a $T$-path expansion formula for arcs on an unpunctured surface to the case of arcs on a once-punctured polygon and use this formula to give a combinatorial proof that cluster monomials form the atomic basis of a cluster algebra of type $D$.
Nous généralisons une formule de développement en $T$-chemins pour les arcs sur une surface non-perforée aux arcs sur un polygone à une perforation. Nous utilisons cette formule pour donner une preuve combinatoire du fait que les monômes amassées constituent la base atomique d’une algèbre amassée de type $D$.
Stability properties of Plethysm: new approach with combinatorial proofs (Extended abstract)
Authors: Colmenarejo Laura 
Published: August 2021

Plethysm coefficients are important structural constants in the theory of symmetric functions and in the representations theory of symmetric groups and general linear groups. In 1950, Foulkes observed stability properties: some sequences of plethysm coefficients are eventually constants. Such stability properties were proven by Brion with geometric techniques and by Thibon and Carré by means of vertex operators. In this paper we present a newapproach to prove such stability properties. This new proofs are purely combinatorial and follow the same scheme. We decompose plethysm coefficients in terms of other plethysm coefficients (related to the complete homogeneous basis of symmetric functions). We show that these other plethysm coefficients count integer points in polytopes and we prove stability for them by exhibiting bijections between the corresponding sets of integer points of each polytope.
Les coefficients du pléthysme sont des constantes de structure importantes de la théorie des fonctions symétriques, ainsi que de la théorie de la représentation des groupes symétriques et des groupes généraux linéaires. En 1950, Foulkes a observé pour ces coefficients de phénomènes de stabilité: certaines suites de coefficients du pléthysme sont stationnaires. De telles propriétés ont été démontrées par Brion, au moyen de techniques géométriques, et par Thibon et Carré, au moyen d’opérateurs vertex. Dans ce travail, nous présentons une nouvelle approche, purement combinatoire, pour démontrer des propriétés de stabilité de ce type. Nous décomposons les coefficients du pléthysme comme somme alternées de coefficients de pléthysme d’un autre type (liés à la base des fonctions symétriques sommes complètes), qui comptent les points entiers dans des polytopes. Nous démontrons la stabilité des suites de ces coefficients en exhibant des bijections entres les ensembles de points entiers des polytopes correspondants.
A generalisation of two partition theorems of Andrews
Authors: Dousse Jehanne 
Published: August 2021

In 1968 and 1969, Andrews proved two partition theorems of the Rogers-Ramanujan type which generalise Schur’s celebrated partition identity (1926). Andrews’ two generalisations of Schur’s theorem went on to become two of the most influential results in the theory of partitions, finding applications in combinatorics, representation theory and quantum algebra. In this paper we generalise both of Andrews’ theorems to overpartitions. The proofs use a new technique which consists in going back and forth from $q$-difference equations on generating functions to recurrence equations on their coefficients.
En 1968 et 1969, Andrews a prouvé deux identités de partitions du type Rogers-Ramanujan qui généralisent le célèbre théorème de Schur (1926). Ces deux généralisations sont devenues deux des théorèmes les plus importants de la théorie des partitions, avec des applications en combinatoire, en théorie des représentations et en algèbre quantique. Dans ce papier, nous généralisons les deux théorèmes de Andrews aux surpartitions. Les preuves utilisent une nouvelle technique qui consiste à faire des allers-retours entre équations aux $q$-différences sur les séries génératrices et équations de récurrence sur leurs coefficients.
The Cambrian Hopf Algebra
Authors: Chatel G. , Pilaud V. 
Published: August 2021

Cambrian trees are oriented and labeled trees which fulfill local conditions around each node generalizing the conditions for classical binary search trees. Based on the bijective correspondence between signed permutations and leveled Cambrian trees, we define the Cambrian Hopf algebra generalizing J.-L. Loday and M. Ronco’s algebra on binary trees. We describe combinatorially the products and coproducts of both the Cambrian algebra and its dual in terms of operations on Cambrian trees. Finally, we define multiplicative bases of the Cambrian algebra and study structural and combinatorial properties of their indecomposable elements.
Les arbres Cambriens sont des arbres orientés et étiquetés qui satisfont des conditions locales autour de leurs nœuds généralisant les conditions des arbres binaires de recherche classiques. A partir de la correspondence bijective entre permutations signées et arbres Cambriens à niveau, nous définissons l’algèbre Cambrienne qui généralise l’algèbre sur les arbres binaires de J.-L. Loday et M. Ronco. Nous donnons une description combinatoire du produit et du coproduit aussi bien dans l’algèbre Cambrienne que dans sa duale en termes d’opérations sur les arbres Cambriens. Enfin, nous définissons des bases multiplicatives de l’algèbre Cambrienne et étudions les propriétés structurelles et énumératives de leurs éléments indécomposables.
A bijection for rooted maps on general surfaces (extended abstract)
Authors: Chapuy Guillaume , Dołęga Maciej 
Published: August 2021

We extend the Marcus-Schaeffer bijection between orientable rooted bipartite quadrangulations (equivalently: rooted maps) and orientable labeled one-face maps to the case of all surfaces, orientable or non-orientable. This general construction requires new ideas and is more delicate than the special orientable case, but carries the same information. It thus gives a uniform combinatorial interpretation of the counting exponent $\frac{5(h-1)}{2}$ for both orientable and non-orientable maps of Euler characteristic $2-2h$ and of the algebraicity of their generating functions. It also shows the universality of the renormalization factor $n$<sup>&frac14;</sup> for the metric of maps, on all surfaces: the renormalized profile and radius in a uniform random pointed bipartite quadrangulation of size $n$ on any fixed surface converge in distribution. Finally, it also opens the way to the study of Brownian surfaces for any compact 2-dimensional manifold.
Nous étendons la bijection de Marcus et Schaeffer entre quadrangulations biparties orientables (de manière équivalente: cartes enracinées) et cartes à une face étiquetées orientables à toutes les surfaces, orientables ou non. Cette construction générale requiert des idées nouvelles et est plus délicate que dans le cas particulier orientable, mais permet des utilisations similaires. Elle donne donc une interprétation combinatoire uniforme de l’exposant de comptage $\frac{5(h-1)}{2}$ pour les cartes orientables et non-orientables de caractéristique d’Euler $2-2h$, et de l’algébricité des fonctions génératrices. Elle montre l’universalité du facteur de normalisation $n$<sup>&frac14;</sup> pour la métrique des cartes, sur toutes les surfaces: le profil et le rayon d’une quadrangulation enracinée pointée sur une surface fixée converge en distribution. Enfin, elle ouvre à la voie à l’étude des surfaces Browniennes pour toute 2-variété compacte.
Some generalized juggling processes (extended abstract)
Authors: Ayyer Arvind , Bouttier Jérémie , Linusson Svante , Nunzi François 
Published: August 2021

We consider generalizations of juggling Markov chains introduced by Ayyer, Bouttier, Corteel and Nunzi. We first study multispecies generalizations of all the finite models therein, namely the MJMC, the add-drop and the annihilation models. We then consider the case of several jugglers exchanging balls. In all cases, we give explicit product formulas for the stationary probability and closed-form expressions for the normalization factor if known.
On s’intéresse à des généralisations des chaînes de Markov de jonglage introduites par Ayyer, Bouttier, Corteel et Nunzi. On étudie d’abord des généralisations multiespèces de tous les modèles finis, à savoir le MJMC et les modèles d’add-drop et d’annihilation. On considère ensuite le cas de plusieurs jongleurs échangeant des balles entre eux. Dans chacun des cas, on donne une formule explicite sous forme de produit pour l’état stationnaire, ainsi qu’une forme réduite pour le facteur de normalisation dans les cas où l’on en connaît une.
Diameters and geodesic properties of generalizations of the associahedron
Authors: Ceballos C. , Manneville T. , Pilaud V. , Pournin L. 
Published: August 2021

The $n$-dimensional associahedron is a polytope whose vertices correspond to triangulations of a convex $(n + 3)$-gon and whose edges are flips between them. It was recently shown that the diameter of this polytope is $2n - 4$ as soon as $n > 9$. We study the diameters of the graphs of relevant generalizations of the associahedron: on the one hand the generalized associahedra arising from cluster algebras, and on the other hand the graph associahedra and nestohedra. Related to the diameter, we investigate the non-leaving-face property for these polytopes, which asserts that every geodesic connecting two vertices in the graph of the polytope stays in the minimal face containing both.
L’associaèdre de dimension $n$ est un polytope dont les sommets correspondent aux triangulations d’un $(n + 3)$-gone convexe et dont les arêtes sont les échanges entre ces triangulations. Il a été récemment démontré que le diamètre de ce polytope est $2n - 4$ dès que $n > 9$. Nous étudions les diamètres des graphes de certaines généralisations de l’associaèdre : d’une part les associaèdres généralisés provenant des algèbres amassées, et d’autre part les associaèdres de graphes et les nestoèdres. En lien avec le diamètre, nous étudions si toutes les géodésiques entre deux sommets de ces polytopes restent dans la plus petite face les contenant.
Triangulations of root polytopes and reduced forms (Extended abstract)
Authors: Mészáros Karola 
Published: August 2021

The type $A_n$ root polytope $\mathcal{P}(A_n^+)$ is the convex hull in $\mathbb{R}^{n+1}$ of the origin and the points $e_i-e_j$ for $1 \leq i < j \leq n+1$. Given a tree $T$ on vertex set $[n+1]$, the associated root polytope $\mathcal{P}(T)$ is the intersection of $\mathcal{P}(A_n^+)$ with the cone generated by the vectors $e_i-e_j$, where $(i, j) \in E(T)$, $i < j$. The reduced forms of a certain monomial $m[T]$ in commuting variables $x_{ij}$ under the reduction $x_{ij} x_{jk} \to x_{ik} x_{ij} + x_{jk} x_{ik} + \beta x_{ik}$, can be interpreted as triangulations of $\mathcal{P}(T)$. If we allow variables $x_{ij}$ and$x_{kl}$ to commute only when $i, j, k, l$ are distinct, then the reduced form of $m[T]$ is unique and yields a canonical triangulation of $\mathcal{P}(T)$ in which each simplex corresponds to a noncrossing alternating forest.
Le polytope des racines $\mathcal{P}(A_n^+)$ de type $A_n$ est l'enveloppe convexe dans $\mathbb{R}^{n+1}$ de l'origine et des points $e_i-e_j$ pour $1 \leq i < j \leq n+1$. Étant donné un arbre $T$ sur l'ensemble des sommets $[n+1]$, le polytope des racines associé, $\mathcal{P}(T)$, est l'intersection de $\mathcal{P}(A_n^+)$ avec le cône engendré par les vecteurs $e_i-e_j$, où $(i, j) \in E(T)$, $i < j$. Les formes réduites d'un certain monôme $m[T]$ en les variables commutatives $x_{ij}$ sous la reduction $x_{ij} x_{jk} \to x_{ik} x_{ij} + x_{jk} x_{ik} + \beta x_{ik}$ peuvent être interprétées comme des triangulations de $\mathcal{P}(T)$. Si on impose la restriction que les variables $x_{ij}$ et $x_{kl}$ commutent seulement lorsque les indices $i, j, k, l$ sont distincts, alors la forme réduite de $m[T]$ est unique et produit une triangulation canonique de $\mathcal{P}(T)$ dans laquelle chaque simplexe correspond à une forêt alternée non croisée.
Another bijection between $2$-triangulations and pairs of non-crossing Dyck paths
Authors: Nicolás Carlos M. 
Published: August 2021

A $k$-triangulation of the $n$-gon is a maximal set of diagonals of the $n$-gon containing no subset of $k+1$ mutually crossing diagonals. The number of $k$-triangulations of the $n$-gon, determined by Jakob Jonsson, is equal to a $k \times k$ Hankel determinant of Catalan numbers. This determinant is also equal to the number of $k$ non-crossing Dyck paths of semi-length $n-2k$. This brings up the problem of finding a combinatorial bijection between these two sets. In FPSAC 2007, Elizalde presented such a bijection for the case $k=2$. We construct another bijection for this case that is stronger and simpler that Elizalde's. The bijection preserves two sets of parameters, degrees and generalized returns. As a corollary, we generalize Jonsson's formula for $k=2$ by counting the number of $2$-triangulations of the $n$-gon with a given degree at a fixed vertex.
Une $k$-triangulation du $n$-gon est un ensemble maximal de diagonales du $n$-gon ne contenant pas de sous-ensemble de $k+1$ diagonales mutuellement croisant. Le nombre de $k$-triangulations du $n$-gon, déterminé par Jakob Jonsson, est égal à un déterminant de Hankel $k \times k$ de nombres de Catalan. Ce déterminant est aussi égal au nombre de $k$ chemins de Dyck de largo $n-2k$ que ne pas se croiser. Cela porte le problème de trouver une bijection de type combinatoire entre ces deux ensembles. À la FPSAC 2007, Elizalde a présenté une telle bijection pour le cas $k = 2$. Nous construisons une autre bijection pour ce cas qui est plus forte et plus simple que de l'Elizalde. La bijection conserve deux ensembles de paramètres, les degré et les retours généralisée. De ce, nous généralisons la formule de Jonsson pour $k = 2$ en comptant le nombre de $2$-triangulations du $n$-gon avec un degré à un vertex fixe.
A bijection between noncrossing and nonnesting partitions of types A and B
Authors: Mamede Ricardo 
Published: August 2021

The total number of noncrossing partitions of type $\Psi$ is the $n$th Catalan number $\frac{1}{ n+1} \binom{2n}{n}$ when $\Psi =A_{n-1}$, and the binomial coefficient $\binom{2n}{n}$ when $\Psi =B_n$, and these numbers coincide with the correspondent number of nonnesting partitions. For type $A$, there are several bijective proofs of this equality; in particular, the intuitive map, which locally converts each crossing to a nesting, is one of them. In this paper we present a bijection between nonnesting and noncrossing partitions of types $A$ and $B$ that generalizes the type $A$ bijection that locally converts each crossing to a nesting.
Le nombre total des partitions non-croisées du type $\Psi$ est le $n$-ème nombre de Catalan $\frac{1}{ n+1} \binom{2n}{n}$ si $\Psi =A_{n-1}$, et le coefficient binomial $\binom{2n}{n}$ si $\Psi =B_n$, et ces nombres son coïncidents avec le nombre correspondant des partitions non-emboîtées. Pour le type $A$, il y a plusieurs preuves bijectives de cette égalité; en particulier, la intuitive fonction, qui convertit localement chaque croisée en une emboîtée, c'est un d'entre eux. Dans ce papier nous présentons une bijection entre partitions non-croisées et non-emboîtées des types $A$ et $B$ qui généralise la bijection du type $A$ qui localement convertit chaque croisée en une emboîtée.