scholarly journals Indecomposable permutations with a given number of cycles

2009 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AK,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Robert Cori ◽  
Claire Mathieu

International audience A permutation $a_1a_2 \ldots a_n$ is $\textit{indecomposable}$ if there does not exist $p \lt n$ such that $a_1a_2 \ldots a_p$ is a permutation of $\{ 1,2, \ldots ,p\}$. We compute the asymptotic probability that a permutation of $\mathbb{S}_n$ with $m$ cycles is indecomposable as $n$ goes to infinity with $m/n$ fixed. The error term is $O(\frac{\log(n-m)}{ n-m})$. The asymptotic probability is monotone in $m/n$, and there is no threshold phenomenon: it degrades gracefully from $1$ to $0$. When $n=2m$, a slight majority ($51.1 \ldots$ percent) of the permutations are indecomposable. We also consider indecomposable fixed point free involutions which are in bijection with maps of arbitrary genus on orientable surfaces, for these involutions with $m$ left-to-right maxima we obtain a lower bound for the probability of being indecomposable. Une permutation $a_1a_2 \ldots a_n$ est $\textit{indécomposable}$, s’il n’existe pas de $p \lt n$ tel que $a_1a_2 \ldots a_p$ est une permutation de $\{ 1,2, \ldots ,p\}$. Nous calculons la probabilité pour qu’une permutation de $\mathbb{S}_n$ ayant $m$ cycles soit indécomposable et plus particulièrement son comportement asymptotique lorsque $n$ tend vers l’infini et que $m=n$ est fixé. Cette valeur décroît régulièrement de $1$ à $0$ lorsque $m=n$ croît, et il n’y a pas de phénomène de seuil. Lorsque $n=2m$, une faible majorité ($51.1 \ldots$ pour cent) des permutations sont indécomposables. Nous considérons aussi les involutions sans point fixe indécomposables qui sont en bijection avec les cartes de genre quelconque plongées dans une surface orientable, pour ces involutions ayant $m$ maxima partiels (ou records) nous obtenons une borne inférieure pour leur probabilité d’êtres indécomposables.

10.37236/2071 ◽  
2012 ◽  
Vol 19 (1) ◽  
Author(s):  
Robert Cori ◽  
Claire Mathieu ◽  
John Michael Robson

A permutation $a_1a_2\ldots a_n$ is indecomposable if there does not exist $p<n$ such that $a_1a_2\ldots a_p$ is a permutation of $\{ 1,2,\ldots,p\}$. We consider the  probability that a permutation of ${\mathbb S}_n$  with $m$ cycles is indecomposable and prove that  this probability is monotone non-increasing in $n$.We compute  also the asymptotic probability when  $n$ goes to infinity with $m/n$ tending to a fixed ratio.  The asymptotic probability is monotone in $m/n$, and there is no threshold phenomenon: it degrades gracefully from 1 to 0. When $n=2m$, a slight majority ($51.117\ldots$ percent) of the permutations are indecomposable.


2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AM,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Thomas Fernique ◽  
Damien Regnault

International audience This paper introduces a Markov process inspired by the problem of quasicrystal growth. It acts over dimer tilings of the triangular grid by randomly performing local transformations, called $\textit{flips}$, which do not increase the number of identical adjacent tiles (this number can be thought as the tiling energy). Fixed-points of such a process play the role of quasicrystals. We are here interested in the worst-case expected number of flips to converge towards a fixed-point. Numerical experiments suggest a $\Theta (n^2)$ bound, where $n$ is the number of tiles of the tiling. We prove a $O(n^{2.5})$ upper bound and discuss the gap between this bound and the previous one. We also briefly discuss the average-case.


2008 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AJ,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Markus Kuba ◽  
Alois Panholzer

International audience We study two enumeration problems for $\textit{up-down alternating trees}$, i.e., rooted labelled trees $T$, where the labels $ v_1, v_2, v_3, \ldots$ on every path starting at the root of $T$ satisfy $v_1 < v_2 > v_3 < v_4 > \cdots$. First we consider various tree families of interest in combinatorics (such as unordered, ordered, $d$-ary and Motzkin trees) and study the number $T_n$ of different up-down alternating labelled trees of size $n$. We obtain for all tree families considered an implicit characterization of the exponential generating function $T(z)$ leading to asymptotic results of the coefficients $T_n$ for various tree families. Second we consider the particular family of up-down alternating labelled ordered trees and study the influence of such an alternating labelling to the average shape of the trees by analyzing the parameters $\textit{label of the root node}$, $\textit{degree of the root node}$ and $\textit{depth of a random node}$ in a random tree of size $n$. This leads to exact enumeration results and limiting distribution results. Nous étudions deux problèmes de dénombrement d'$\textit{arbres alternés haut-bas}$ : par définition, ce sont des arbres munis d'une racine et tels que, pour tout chemin partant de la racine, les valeurs $v_1,v_2,v_3,\ldots$ associées aux nœuds du chemin satisfont la chaîne d'inégalités $v_1 < v_2 > v_3 < v_4 > \cdots$. D'une part, nous considérons diverses familles d'arbres intéressantes du point de vue de l'analyse combinatoire (comme les arbres de Motzkin, les arbres non ordonnés, ordonnés et $d$-aires) et nous étudions pour chaque famille le nombre total $T_n$ d'arbres alternés haut-bas de taille $n$. Nous obtenons pour toutes les familles d'arbres considérées une caractérisation implicite de la fonction génératrice exponentielle $T(z)$. Cette caractérisation nous renseigne sur le comportement asymptotique des coefficients $T_n$ de plusieurs familles d'arbres. D'autre part, nous examinons le cas particulier de la famille des arbres ordonnés : nous étudions l'influence de l'étiquetage alterné haut-bas sur l'allure générale de ces arbres en analysant trois paramètres dans un arbre aléatoire (valeur de la racine, degré de la racine et profondeur d'un nœud aléatoire). Nous obtenons alors des résultats en terme de distribution limite, mais aussi de dénombrement exact.


1986 ◽  
Vol 99 (2) ◽  
pp. 233-238 ◽  
Author(s):  
Charles Livingston

An action of a group, G, on a surface, F, consists of a homomorphismø: G → Homeo (F).We will restrict our discussion to finite groups acting on closed, connected, orientable surfaces, with ø(g) orientation-preserving for all g ε G. In addition we will consider only effective (ø is injective) free actions. Free means that ø(g) is fixed-point-free for all g ε G, g ≠ 1. This paper addresses the classification of such actions.


2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Christopher J. Hillar ◽  
Lionel Levine ◽  
Darren Rhea

International audience We study equations in groups $G$ with unique $m$-th roots for each positive integer $m$. A word equation in two letters is an expression of the form$ w(X,A) = B$, where $w$ is a finite word in the alphabet ${X,A}$. We think of $A,B ∈G$ as fixed coefficients, and $X ∈G$ as the unknown. Certain word equations, such as $XAXAX=B$, have solutions in terms of radicals: $X = A^-1/2(A^1/2BA^1/2)^1/3A^-1/2$, while others such as $X^2 A X = B$ do not. We obtain the first known infinite families of word equations not solvable by radicals, and conjecture a complete classification. To a word w we associate a polynomial $P_w ∈ℤ[x,y]$ in two commuting variables, which factors whenever $w$ is a composition of smaller words. We prove that if $P_w(x^2,y^2)$ has an absolutely irreducible factor in $ℤ[x,y]$, then the equation $w(X,A)=B$ is not solvable in terms of radicals. Nous étudions des équations dans les groupes $G$ avec les $m$-th racines uniques pour chaque nombre entier positif m. Une équation de mot dans deux lettres est une expression de la forme $w(X, A) = B$, où $w$ est un mot fini dans l'alphabet ${X, A}$. Nous pensons $A, B ∈G$ en tant que coefficients fixes, et $X ∈G$ en tant que inconnu. Certaines équations de mot, telles que $XAXAX=B$, ont des solutions en termes de radicaux: $X = A^-1/2(A^1/2BA^1/2)^1/3A^-1/2$, alors que d'autres tel que $X^2 A X = B$ ne font pas. Nous obtenons les familles infinies d'abord connues des équations de mot non solubles par des radicaux, et conjecturons une classification complété. Á un mot $w$ nous associons un polynôme $P_w ∈ℤ[x, y]$ dans deux variables de permutation, qui factorise toutes les fois que $w$ est une composition de plus petits mots. Nous montrons que si $P_w(x^2, y^2)$ a un facteur absolument irréductible dans $ℤ[x, y]$, alors l'équation $w(X, A)=B$ n'est pas soluble en termes de radicaux.


2008 ◽  
Vol Vol. 10 no. 1 (Combinatorics) ◽  
Author(s):  
Bernard Ycart ◽  
Joel Ratsaby

Combinatorics International audience For any class of binary functions on [n]={1, ..., n} a classical result by Sauer states a sufficient condition for its VC-dimension to be at least d: its cardinality should be at least O(nd-1). A necessary condition is that its cardinality be at least 2d (which is O(1) with respect to n). How does the size of a 'typical' class of VC-dimension d compare to these two extreme thresholds ? To answer this, we consider classes generated randomly by two methods, repeated biased coin flips on the n-dimensional hypercube or uniform sampling over the space of all possible classes of cardinality k on [n]. As it turns out, the typical behavior of such classes is much more similar to the necessary condition; the cardinality k need only be larger than a threshold of 2d for its VC-dimension to be at least d with high probability. If its expected size is greater than a threshold of O(&log;n) (which is still significantly smaller than the sufficient size of O(nd-1)) then it shatters every set of size d with high probability. The behavior in the neighborhood of these thresholds is described by the asymptotic probability distribution of the VC-dimension and of the largest d such that all sets of size d are shattered.


2008 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AJ,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Gilles Schaeffer ◽  
Ekaterina Vassilieva

International audience In this paper we construct a bijection for partitioned 3-cacti that gives raise to a new formula for enumeration of factorizations of the long cycle into three permutations with given number of cycles. Dans cet article, nous construisons une bijection pour 3-cacti partitionnés faisant apparaître une nouvelle formule pour l’énumération des factorisations d’un long cycle en trois permutations ayant un nombre donné de cycles.


2012 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AR,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Marie Albenque ◽  
Jérémie Bouttier

International audience We consider the problem of enumerating planar constellations with two points at a prescribed distance. Our approach relies on a combinatorial correspondence between this family of constellations and the simpler family of rooted constellations, which we may formulate algebraically in terms of multicontinued fractions and generalized Hankel determinants. As an application, we provide a combinatorial derivation of the generating function of Eulerian triangulations with two points at a prescribed distance. Nous considérons le problème du comptage des constellations planaires à deux points marqués à distance donnée. Notre approche repose sur une correspondance combinatoire entre cette famille de constellations et celle, plus simple, des constellations enracinées. La correspondance peut être reformulée algébriquement en termes de fractions multicontinues et de déterminants de Hankel généralisés. Comme application, nous obtenons par une preuve combinatoire la série génératrice des triangulations eulériennes à deux points marqués à distance donnée.


2010 ◽  
Vol DMTCS Proceedings vol. AN,... (Proceedings) ◽  
Author(s):  
Valentin Féray ◽  
Ekaterina A. Vassilieva

International audience We look at the number of permutations $\beta$ of $[N]$ with $m$ cycles such that $(1 2 \ldots N) \beta^{-1}$ is a long cycle. These numbers appear as coefficients of linear monomials in Kerov's and Stanley's character polynomials. D. Zagier, using algebraic methods, found an unexpected connection with Stirling numbers of size $N+1$. We present the first combinatorial proof of his result, introducing a new bijection between partitioned maps and thorn trees. Moreover, we obtain a finer result, which takes the type of the permutations into account. Nous étudions le nombre de permutations $\beta$ de $[N]$ avec $m$ cycles telles que $(1 2 \ldots N) \beta^{-1}$ a un seul cycle. Ces nombres apparaissent en tant que coefficients des monômes linéaires des polynômes de Kerov et de Stanley. À l'aide de méthodes algébriques, D. Zagier a trouvé une connexion inattendue avec les nombres de Stirling de taille $N+1$. Nous présentons ici la première preuve combinatoire de son résultat, en introduisant une nouvelle bijection entre des cartes partitionnées et des arbres épineux. De plus, nous obtenons un résultat plus fin, prenant en compte le type des permutations.


1989 ◽  
Vol Volume 12 ◽  
Author(s):  
Sukumar Das Adhikari ◽  
R Balasubramanian ◽  
A Sankaranarayanan

International audience Let $r_4(n)$ be the number of ways of writing $n$ as the sum of four squares. Set $P_4(x)= \sum \limits_{n\le x} r_4(n)-\frac {1}{2}\pi^2 x^2$, the error term for the average order of this arithmetical function. In this paper, following the ideas of Erd\"os and Shapiro, a new elementary method is developed which yields the slightly stronger result $P_4(x)= \Omega_{+}(x \log \log x)$. We also apply our method to give an upper bound for a quantity involving the Euler $\varphi$-function. This second result gives an elementary proof of a theorem of H. L. Montgomery


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