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Linear time equivalence of Littlewood―Richardson coefficient symmetry maps
Authors: Azenhas Olga , Conflitti Alessandro , Mamede Ricardo 
Published: August 2021

Benkart, Sottile, and Stroomer have completely characterized by Knuth and dual Knuth equivalence a bijective proof of the Littlewood―Richardson coefficient conjugation symmetry, i.e. $c_{\mu, \nu}^{\lambda} =c_{\mu^t,\nu^t}^{\lambda ^t}$. Tableau―switching provides an algorithm to produce such a bijective proof. Fulton has shown that the White and the Hanlon―Sundaram maps are versions of that bijection. In this paper one exhibits explicitly the Yamanouchi word produced by that conjugation symmetry map which on its turn leads to a new and very natural version of the same map already considered independently. A consequence of this latter construction is that using notions of Relative Computational Complexity we are allowed to show that this conjugation symmetry map is linear time reducible to the Schützenberger involution and reciprocally. Thus the Benkart―Sottile―Stroomer conjugation symmetry map with the two mentioned versions, the three versions of the commutative symmetry map, and Schützenberger involution, are linear time reducible to each other. This answers a question posed by Pak and Vallejo.
Benkart, Sottile, et Stroomer ont complètement caractérisé par équivalence et équivalence duelle à Knuth une preuve bijective de la symétrie de la conjugaison des coefficients de Littlewood―Richardson, i.e. $c_{\mu, \nu}^{\lambda} =c_{\mu^t,\nu^t}^{\lambda ^t}$. Le tableau-switching donne un algorithme par produire une telle preuve bijective. Fulton a montré que les bijections de White et de Hanlon et Sundaram sont des versions de cette bijection. Dans ce papier on exhibe explicitement le mot de Yamanouchi produit par cette bijection de conjugaison lequel à son tour conduit à une nouvelle version très naturelle de la même bijection déjà considérée indépendamment. Une conséquence de cette dernière construction c'est qu'en utilisant des notions de Complexité Computationnelle Relative nous pouvons montrer que cette bijection de symétrie de la conjugaison est linéairement réductible à l'involution de Schützenberger et réciproquement. Ainsi la bijection de symétrie de la conjugaison de Benkart, Sottile et Stroomer avec les deux versions mentionnées, tout comme les trois versions de la bijection de la commutativité, et l'involution de Schützenberger sont linéairement réductibles les unes aux autres. Ça répond à une question posée par Pak et Vallejo.
Matroid Polytopes and Their Volumes
Authors: Ardila Federico , Benedetti Carolina , Doker Jeffrey 
Published: August 2021

We express the matroid polytope $P_M$ of a matroid $M$ as a signed Minkowski sum of simplices, and obtain a formula for the volume of $P_M$. This gives a combinatorial expression for the degree of an arbitrary torus orbit closure in the Grassmannian $Gr_{k,n}$. We then derive analogous results for the independent set polytope and the associated flag matroid polytope of $M$. Our proofs are based on a natural extension of Postnikov's theory of generalized permutohedra.
On exprime le polytope matroïde $P_M$ d'un matroïde $M$ comme somme signée de Minkowski de simplices, et on obtient une formule pour le volume de $P_M$. Ceci donne une expression combinatoire pour le degré d'une clôture d'orbite de tore dans la Grassmannienne $Gr_{k,n}$. Ensuite, on déduit des résultats analogues pour le polytope ensemble indépendant et pour le polytope matroïde drapeau associé à $M$. Nos preuves sont fondées sur une extension naturelle de la théorie de Postnikov de permutoèdres généralisés.
A preorder-free construction of the Kazhdan-Lusztig representations of $S_n$, with connections to the Clausen representations
Authors: Buehrle Charles , Skandera Mark 
Published: August 2021

We use the polynomial ring $\mathbb{C}[x_{1,1},\ldots,x_{n,n}]$ to modify the Kazhdan-Lusztig construction of irreducible $S_n$-modules. This modified construction produces exactly the same matrices as the original construction in [$\textit{Invent. Math}$ $\mathbf{53}$ (1979)], but does not employ the Kazhdan-Lusztig preorders. We also show that our modules are related by unitriangular transition matrices to those constructed by Clausen in [$\textit{J. Symbolic Comput.}$ $\textbf{11}$ (1991)]. This provides a $\mathbb{C}[x_{1,1},\ldots,x_{n,n}]$-analog of results of Garsia-McLarnan in [$\textit{Adv. Math.}$ $\textbf{69}$ (1988)].
Nous utilisons l'anneau $\mathbb{C}[x_{1,1},\ldots,x_{n,n}]$ pour modifier la construction Kazhdan-Lusztig des modules-$S_n$ irréductibles dans $\mathbb{C}[S_n]$. Cette construction modifiée produit exactement les mêmes matrices que la construction originale dans [$\textit{Invent. Math}$ $\mathbf{53}$ (1979)], mais sans employer les préordres de Kazhdan-Lusztig. Nous montrons aussi que nos modules sont reliés par des matrices unitriangulaires aux modules construits par Clausen dans [$\textit{J. Symbolic Comput.}$ $\textbf{11}$ (1991)]. Ce résultat donne un $\mathbb{C}[x_{1,1},\ldots,x_{n,n}]$-analogue des résultats de Garsia-McLarnan dans [$\textit{Adv. Math.}$ $\textbf{69}$ (1988)].
On the Monotone Column Permanent conjecture
Authors: Haglund James , Visontai Mirkó 
Published: August 2021

We discuss some recent progress on the Monotone Column Permanent (MCP) conjecture. We use a general method for proving that a univariate polynomial has real roots only, namely by showing that a corresponding multivariate polynomial is stable. Recent connections between stability of polynomials and the strong Rayleigh property revealed by Brändén allows for a computationally feasible check of stability for multi-affine polynomials. Using this method we obtain a simpler proof for the $n=3$ case of the MCP conjecture, and a new proof for the $n=4$ case. We also show a multivariate version of the stability of Eulerian polynomials for $n \leq 5$ which arises as a special case of the multivariate MCP conjecture.
Nous présentons des développements récents concernant la conjecture Monotone Column Permanent (MCP). Nous utilisons une méthode générale pour prouver qu’un polynôme univarié a uniquement des racines réelles, c’est-à-dire que nous prouvons qu’un polynôme correspondant a plusieurs variables est stable. Les nouveaux liens, établis par Brändén, entre la stabilité des polynômes et la propriété forte de Rayleigh, permettent de vérifier facilement la stabilité de polynômes multi-affines. En utilisant cette méthode nous obtenons une preuve plus simple pour la conjecture MCP pour le cas $n=3$, et la première preuve pour le cas $n=4$. Nous présentons également une version multivariée de stabilité des polynômes d’Euler pour le cas $n \leq 5$, qui apparaît comme un cas spécial de la conjecture MCP multivariée.
A max-flow algorithm for positivity of Littlewood-Richardson coefficients
Authors: Bürgisser Peter , Ikenmeyer Christian 
Published: August 2021

Littlewood-Richardson coefficients are the multiplicities in the tensor product decomposition of two irreducible representations of the general linear group $\mathrm{GL}(n,\mathbb{C})$. They have a wide variety of interpretations in combinatorics, representation theory and geometry. Mulmuley and Sohoni pointed out that it is possible to decide the positivity of Littlewood-Richardson coefficients in polynomial time. This follows by combining the saturation property of Littlewood-Richardson coefficients (shown by Knutson and Tao 1999) with the well-known fact that linear optimization is solvable in polynomial time. We design an explicit $\textit{combinatorial}$ polynomial time algorithm for deciding the positivity of Littlewood-Richardson coefficients. This algorithm is highly adapted to the problem and it is based on ideas from the theory of optimizing flows in networks.
Les coefficients de Littlewood-Richardson sont les multiplicités dans la décomposition du produit tensoriel de deux représentations irréductibles du groupe général linéaire $\mathrm{GL}(n,\mathbb{C})$. Ces coefficients ont plusieurs interprétations en combinatoire, en théorie des représentations et en géométrie. Mulmuley et Sohoni ont observé qu'on peut décider si un coefficient de Littlewood-Richardson est positif en temps polynomial. C'est une conséquence de la propriété de saturation des coefficients de Littlewood-Richardson (démontrée par Knutson et Tao en 1999) et le fait bien connu que la programmation linéaire est possible en temps polynomial. Nous décrivons un algorithme $\textit{combinatoire}$ pour décider si un coefficient de Littlewood-Richardson est positif. Cet algorithme est bien adapté au problème et il utilise des idées de la théorie des flots maximaux sur des réseaux.
Denominator formulas for Lie superalgebras (extended abstract)
Authors: Kac Victor , Möseneder Frajria Pierluigi , Papi Paolo 
Published: August 2021

We provide formulas for the Weyl-Kac denominator and superdenominator of a basic classical Lie superalgebra for a distinguished set of positive roots. \par
Nous donnons les formules pour les dénominateurs et super-dénominateurs de Weyl-Kac d'une super-algèbre de Lie basique classique pour un ensemble distingué de racines positives.
A Closed Character Formula for Symmetric Powers of Irreducible Representations
Authors: Kousidis Stavros 
Published: August 2021

We prove a closed character formula for the symmetric powers $S^N V(λ )$ of a fixed irreducible representation $V(λ )$ of a complex semi-simple Lie algebra $\mathfrak{g}$ by means of partial fraction decomposition. The formula involves rational functions in rank of $\mathfrak{g}$ many variables which are easier to determine than the weight multiplicities of $S^N V(λ )$ themselves. We compute those rational functions in some interesting cases. Furthermore, we introduce a residue-type generating function for the weight multiplicities of $S^N V(λ )$ and explain the connections between our character formula, vector partition functions and iterated partial fraction decomposition.
Nous établissons une formule fermée pour le caractère de la puissance symétrique $S^N V(λ )$ d'une représentation irréductible $V(λ )$ d'une algèbre de Lie semi-simple complexe$\mathfrak{g}$, en utilisant des décompositions en fractions partielles. Cette formule exprime ce caractère en termes de fractions rationnelles en $r$ variables, où $r$ est le rang de $\mathfrak{g}$. Ces fractions sont plus faciles à déterminer que les multiplicités de la décomposition de $S^N V(λ )$ elles-mêmes. Nous calculons ces fonctions rationnelles dans quelques cas intéressants. Nous introduisons par ailleurs une fonction génératrice de type résidu pour les multiplicités de $S^N V(λ )$ et relions notre formule aux fonctions de partitions vectorielles et aux décompositions itérées en fractions partielles.
Balanced binary trees in the Tamari lattice
Authors: Giraudo Samuele 
Published: August 2021

We show that the set of balanced binary trees is closed by interval in the Tamari lattice. We establish that the intervals $[T_0, T_1]$ where $T_0$ and $T_1$ are balanced trees are isomorphic as posets to a hypercube. We introduce tree patterns and synchronous grammars to get a functional equation of the generating series enumerating balanced tree intervals.
Nous montrons que l'ensemble des arbres équilibrés est clos par intervalle dans le treillis de Tamari. Nous caractérisons la forme des intervalles du type $[T_0, T_1]$ où $T_0$ et $T_1$ sont équilibrés en montrant qu'en tant qu'ensembles partiellement ordonnés, ils sont isomorphes à un hypercube. Nous introduisons la notion de motif d'arbre et de grammaire synchrone dans le but d'établir une équation fonctionnelle de la série génératrice qui dénombre les intervalles d'arbres équilibrés.
$f$-vectors of subdivided simplicial complexes (extended abstract)
Authors: Delucchi Emanuele , Pixton Aaron , Sabalka Lucas 
Published: August 2021

We take a geometric point of view on the recent result by Brenti and Welker, who showed that the roots of the $f$-polynomials of successive barycentric subdivisions of a finite simplicial complex $X$ converge to fixed values depending only on the dimension of $X$. We show that these numbers are roots of a certain polynomial whose coefficients can be computed explicitly. We observe and prove an interesting symmetry of these roots about the real number $-2$. This symmetry can be seen via a nice realization of barycentric subdivision as a simple map on formal power series. We then examine how such a symmetry extends to more general types of subdivisions. The generalization is formulated in terms of an operator on the (formal) ring on the set of simplices of the complex.
On applique un point de vue géométrique à un récent résultat de Brenti et Welker, qui ont montré que les racines des polynômes $f$ de subdivisions barycentriques successives d'un complexe simplicial $X$ convergent vers des valeurs fixes, ne dépendant que de la dimension de $X$. On prouve que ces nombres sont en effet eux-mêmes racines d'un polynôme dont les coefficients peuvent être calculés explicitement. De plus, on observe et on démontre une symétrie particulière de ces nombres autour du numéro $-2$. Cette symétrie se révèle en exprimant l'opération de subdivision barycentrique par une fonction sur des séries de puissances formelles. Une symétrie pareille existe pour des méthodes de subdivision plus générales, où elle s'exprime par des opérateurs sur l'anneau des sommes formelles de simplexes du complexe.
A note on moments of derivatives of characteristic polynomials
Authors: Dehaye Paul-Olivier 
Published: August 2021

We present a simple technique to compute moments of derivatives of unitary characteristic polynomials. The first part of the technique relies on an idea of Bump and Gamburd: it uses orthonormality of Schur functions over unitary groups to compute matrix averages of characteristic polynomials. In order to consider derivatives of those polynomials, we here need the added strength of the Generalized Binomial Theorem of Okounkov and Olshanski. This result is very natural as it provides coefficients for the Taylor expansions of Schur functions, in terms of shifted Schur functions. The answer is finally given as a sum over partitions of functions of the contents. One can also obtain alternative expressions involving hypergeometric functions of matrix arguments.
Nous introduisons une nouvelle technique, en deux parties, pour calculer les moments de dérivées de polynômes caractéristiques. La première étape repose sur une idée de Bump et Gamburd et utilise l'orthonormalité des fonctions de Schur sur les groupes unitaires pour calculer des moyennes de polynômes caractéristiques de matrices aléatoires. La deuxième étape, qui est nécessaire pour passer aux dérivées, utilise une généralisation du théorème binomial due à Okounkov et Olshanski. Ce théorème livre les coefficients des séries de Taylor pour les fonctions de Schur sous la forme de "shifted Schur functions''. La réponse finale est donnée sous forme de somme sur les partitions de fonctions des contenus. Nous obtenons aussi d'autres expressions en terme de fonctions hypergéométriques d'argument matriciel.
Combinatorial formulas for double parabolic R-polynomials
Authors: Lambright Justin , Skandera Mark 
Published: August 2021

The well-known R-polynomials in ℤ[q], which appear in Hecke algebra computations, are closely related to certain modified R-polynomials in ℕ[q] whose coefficients have simple combinatorial interpretations. We generalize this second family of polynomials, providing combinatorial interpretations for expressions arising in a much broader class of computations. In particular, we extend results of Brenti, Deodhar, and Dyer to new settings which include parabolic Hecke algebra modules and the quantum polynomial ring.
Les bien connues polynômes-R en ℤ[q], qui apparaissent dans les calcules d'algébre de Hecke, sont relationés à certaines polynômes-R modifiés en ℕ[q], dont les coefficients ont simples interprétations combinatoires. Nous généralisons cette deuxième famille de polynômes, fournissant des interprétations combinatoires pour les expressions qui se posent dans une catégorie beaucoup plus vaste de calculs. En particulier, nous étendons des résultats de Brenti, Deodhar, et Dyer à des situations nouvelles, qui comprennent modules paraboliques pour l'algébre de Hecke, et l'anneau des polynômes quantiques.
On formulas for moments of the Wishart distributions as weighted generating functions of matchings
Authors: Numata Yasuhide , Kuriki Satoshi 
Published: August 2021

We consider the real and complex noncentral Wishart distributions. The moments of these distributions are shown to be expressed as weighted generating functions of graphs associated with the Wishart distributions. We give some bijections between sets of graphs related to moments of the real Wishart distribution and the complex noncentral Wishart distribution. By means of the bijections, we see that calculating these moments of a certain class the real Wishart distribution boils down to calculations for the case of complex Wishart distributions.
Nous considérons les lois Wishart non-centrale réel et complexe. Les moments sont décrits comme fonctions génératrices de graphes associées avec les lois Wishart. Nous donnons bijections entre ensembles de graphes relatifs aux moments des lois Wishart non-centrale réel et complexe. Au moyen de la bijection, nous voyons que le calcul des moments d'une certaine classe la loi Wishart réel deviennent le calcul de moments de loi Wishart complexes.
Crystals from categorified quantum groups
Authors: Lauda Aaron D. , Vazirani Monica 
Published: August 2021

We study the crystal structure on categories of graded modules over algebras which categorify the negative half of the quantum Kac-Moody algebra associated to a symmetrizable Cartan data. We identify this crystal with Kashiwara's crystal for the corresponding negative half of the quantum Kac-Moody algebra. As a consequence, we show the simple graded modules for certain cyclotomic quotients carry the structure of highest weight crystals, and hence compute the rank of the corresponding Grothendieck group.
Nous étudions la structure cristalline sur les catégories de modules gradués sur algèbres qui catégorifient la moitié négative du quantum de Kac-Moody algèbre associée à un ensemble de données symétrisables Cartan. Nous identifions ce cristal avec des cristaux de Kashiwara pour le négatif correspondant la moitié de l'algèbre de Kac-Moody quantum. En conséquence, nous montrons que les simples modules classés pour certains quotients cyclotomiques portent la structure des cristaux de poids le plus élevé, et donc calculons le rang du groupe correspondant Grothendieck.
Products of Geck-Rouquier conjugacy classes and the Hecke algebra of composed permutations
Authors: Méliot Pierre-Loïc 
Published: August 2021

We show the $q$-analog of a well-known result of Farahat and Higman: in the center of the Iwahori-Hecke algebra $\mathscr{H}_{n,q}$, if $(a_{\lambda \mu}^ν (n,q))_ν$ is the set of structure constants involved in the product of two Geck-Rouquier conjugacy classes $\Gamma_{\lambda, n}$ and $\Gamma_{\mu,n}$, then each coefficient $a_{\lambda \mu}^ν (n,q)$ depend on $n$ and $q$ in a polynomial way. Our proof relies on the construction of a projective limit of the Hecke algebras; this projective limit is inspired by the Ivanov-Kerov algebra of partial permutations.
Nous démontrons le $q$-analogue d'un résultat bien connu de Farahat et Higman : dans le centre de l'algèbre d'Iwahori-Hecke $\mathscr{H}_{n,q}$, si $(a_{\lambda \mu}^ν (n,q))_ν$ est l'ensemble des constantes de structure mises en jeu dans le produit de deux classes de conjugaison de Geck-Rouquier $\Gamma_{\lambda, n}$ et $\Gamma_{\mu,n}$, alors chaque coefficient $a_{\lambda \mu}^ν (n,q)$ dépend de façon polynomiale de $n$ et de $q$. Notre preuve repose sur la construction d'une limite projective des algèbres d'Hecke ; cette limite projective est inspirée de l'algèbre d'Ivanov-Kerov des permutations partielles.
The biHecke monoid of a finite Coxeter group
Authors: Hivert Florent , Schilling Anne , Thiéry Nicolas M. 
Published: August 2021

arXiv : http://arxiv.org/abs/0912.2212
For any finite Coxeter group $W$, we introduce two new objects: its cutting poset and its biHecke monoid. The cutting poset, constructed using a generalization of the notion of blocks in permutation matrices, almost forms a lattice on $W$. The construction of the biHecke monoid relies on the usual combinatorial model for the $0-Hecke$ algebra $H_0(W)$, that is, for the symmetric group, the algebra (or monoid) generated by the elementary bubble sort operators. The authors previously introduced the Hecke group algebra, constructed as the algebra generated simultaneously by the bubble sort and antisort operators, and described its representation theory. In this paper, we consider instead the monoid generated by these operators. We prove that it admits |W| simple and projective modules. In order to construct the simple modules, we introduce for each $w∈W$ a combinatorial module $T_w$ whose support is the interval $[1,w]_R$ in right weak order. This module yields an algebra, whose representation theory generalizes that of the Hecke group algebra, with the combinatorics of descents replaced by that of blocks and of the cutting poset.
Pour tout groupe de Coxeter fini $W$, nous définissons deux nouveaux objets : son ordre de coupures et son monoïde de Hecke double. L'ordre de coupures, construit au moyen d'une généralisation de la notion de bloc dans les matrices de permutations, est presque un treillis sur $W$. La construction du monoïde de Hecke double s'appuie sur le modèle combinatoire usuel de la $0-algèbre$ de Hecke $H_0(W)$, pour le groupe symétrique, l'algèbre (ou le monoïde) engendré par les opérateurs de tri par bulles élémentaires. Les auteurs ont introduit précédemment l'algèbre de Hecke-groupe, construite comme l'algèbre engendrée conjointement par les opérateurs de tri et d'anti-tri, et décrit sa théorie des représentations. Dans cet article, nous considérons le monoïde engendré par ces opérateurs. Nous montrons qu'il admet $|W|$ modules simples et projectifs. Afin de construire ses modules simples, nous introduisons pour tout $w∈W$ un module combinatoire $T_w$ dont le support est l'intervalle [$1,w]_R$ pour l'ordre faible droit. Ce module détermine une algèbre dont la théorie des représentations généralise celle de l'algèbre de Hecke groupe, en remplaçant la combinatoire des descentes par celle des blocs et de l'ordre de coupures.