Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
On the sign-imbalance of partition shapes
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.).
2005 (English)In: Journal of combinatorial theory. Series A (Print), ISSN 0097-3165, E-ISSN 1096-0899, Vol. 111, no 2, 190-203 p.Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Let the sign of a standard Young tableau be the sign of the permutation you get by reading it row by row from left to right, like a book. A conjecture by Richard Stanley says that the sum of the signs of all SYTs with n squares is 2([n/2]). We present a stronger theorem with a purely combinatorial proof using the Robinson-Schensted correspondence and a new concept called chess tableaux. We also prove a sharpening of another conjecture by Stanley concerning weighted sums of squares of sign-imbalances. The proof is built on a remarkably simple relation between the sign of a permutation and the signs of its RS-corresponding tableaux.

Place, publisher, year, edition, pages
2005. Vol. 111, no 2, 190-203 p.
Keyword [en]
Chess tableau; Domino; Fourling; Inversion; Robinson-Schensted correspondence; Row insertion; Shape; Sign-balanced; Sign-imbalance; Tableau
National Category
Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-6859DOI: 10.1016/j.jcta.2004.12.001ISI: 000231186300002Scopus ID: 2-s2.0-22644437823OAI: oai:DiVA.org:kth-6859DiVA: diva2:11688
Note
QC 20100818Available from: 2007-03-09 Created: 2007-03-09 Last updated: 2017-12-14Bibliographically approved
In thesis
1. Enumerative combinatorics related to partition shapes
Open this publication in new window or tab >>Enumerative combinatorics related to partition shapes
2007 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other scientific)
Abstract [en]

This thesis deals with enumerative combinatorics applied to three different objects related to partition shapes, namely tableaux, restricted words, and Bruhat intervals. The main scientific contributions are the following.

Paper I: Let the sign of a standard Young tableau be the sign of the permutation you get by reading it row by row from left to right, like a book. A conjecture by Richard Stanley says that the sum of the signs of all SYTs with n squares is 2^[n/2]. We prove a generalisation of this conjecture using the Robinson-Schensted correspondence and a new concept called chess tableaux. The proof is built on a remarkably simple relation between the sign of a permutation pi and the signs of its RS-corresponding tableaux P and Q, namely sgn(pi) = (−1)^v sgn(P)sgn(Q), where v is the number of disjoint vertical dominoes that fit in the partition shape of P and Q. The sign-imbalance of a partition shape is defined as the sum of the signs of all standard Young tableaux of that shape. As a further application of the sign-transferring formula above, we also prove a sharpening of another conjecture by Stanley concerning weighted sums of squares of sign-imbalances.

Paper II: We generalise some of the results in paper I to skew tableaux. More precisely, we examine how the sign property is transferred by the skew Robinson-Schensted correspondence invented by Sagan and Stanley. The result is a surprisingly simple generalisation of the ordinary non-skew formula above. As an application, we find vanishing weighted sums of squares of sign-imbalances, thereby generalising a variant of Stanley’s second conjecture.

Paper III: The following special case of a conjecture by Loehr and Warrington was proved by Ekhad, Vatter, and Zeilberger: There are 10^n zero-sum words of length 5n in the alphabet {+3,−2} such that no consecutive subword begins with +3, ends with −2, and sums to −2. We give a simple bijective proof of the conjecture in its original and more general setting where 3 and 2 are replaced by any relatively prime positive integers a and b, 10^n is replaced by ((a+b) choose a)^n, and 5n is replaced by (a+b)n. To do this we reformulate the problem in terms of cylindrical lattice walks which can be interpreted as the south-east border of certain partition shapes.

Paper IV: We characterise the permutations pi such that the elements in the closed lower Bruhat interval [id,pi] of the symmetric group correspond to non-capturing rook configurations on a skew Ferrers board. These intervals turn out to be exactly those whose flag manifolds are defined by inclusions, as defined by Gasharov and Reiner. The characterisation connects Poincaré polynomials (rank-generating functions) of Bruhat intervals with q-rook polynomials, and we are able to compute the Poincaré polynomial of some particularly interesting intervals in the finite Weyl groups A_n and B_n. The expressions involve q-Stirling numbers of the second kind, and for the group A_n putting q = 1 yields the poly-Bernoulli numbers defined by Kaneko.

Abstract [sv]

Ämnet för denna avhandling är enumerativ kombinatorik tillämpad på tre olika objekt med anknytning till partitionsformer, nämligen tablåer, begränsade ord och bruhatintervall. Dom viktigaste vetenskapliga bidragen är följande.

Artikel I: Låt tecknet av en standardtablå vara tecknet hos permutationen man får om man läser tablån rad för rad från vänster till höger, som en bok. En förmodan av Richard Stanley säjer att teckensumman av alla standardtablåer med n rutor är 2^[n/2]. Vi visar en generalisering av denna förmodan med hjälp av Robinson-Schensted-korrespondensen och ett nytt begrepp som vi kallar schacktablåer. Beviset bygger på ett anmärkningsvärt enkelt samband mellan tecknet hos en permutation pi och tecknen hos dess RS-motsvarande tablåer P och Q, nämligen sgn(pi)=(-1)^v sgn(P)sgn(Q), där v är antalet disjunkta vertikala dominobrickor som får plats i partitionsformen hos P och Q. Teckenobalansen hos en partitionsform definieras som teckensumman av alla standardtablåer av den formen. Som en ytterligare tillämpning av formeln för teckenöverföring ovan bevisar vi också en starkare variant av en annan förmodan av Stanley som handlar om viktade summor av kvadrerade teckenobalanser.

Artikel II: Vi generaliserar några av resultaten i artikel I till skeva tablåer. Närmare bestämt undersöker vi hur teckenegenskapen överförs av Sagan och Stanleys skeva Robinson-Schensted-korrespondens. Resultatet är en förvånansvärt enkel generalisering av den vanliga ickeskeva formeln ovan. Som en tillämpning visar vi att vissa viktade summor av kvadrerade teckenobalanser blir noll, vilket leder till en generalisering av en variant av Stanleys andra förmodan.

Artikel III: Följande specialfall av en förmodan av Loehr och Warrington bevisades av Ekhad, Vatter och Zeilberger: Det finns 10^n ord med summan noll av längd 5n i alfabetet {+3,-2} sådana att inget sammanhängande delord börjar med +3, slutar med -2 och har summan -2. Vi ger ett enkelt bevis för denna förmodan i dess ursprungliga allmännare utförande där 3 och 2 byts ut mot vilka som helst relativt prima positiva heltal a och b, 10^n byts ut mot ((a+b) över a)^n och 5n mot (a+b)n. För att göra detta formulerar vi problemet i termer av cylindriska latticestigar som kan tolkas som den sydöstra gränslinjen för vissa partitionsformer.

Artikel IV: Vi karakteriserar dom permutationer pi sådana att elementen i det slutna bruhatintervallet [id,pi] i symmetriska gruppen motsvarar ickeslående tornplaceringar på ett skevt ferrersbräde. Dessa intervall visar sej vara precis dom vars flaggmångfalder är definierade av inklusioner, ett begrepp introducerat av Gasharov och Reiner. Karakteriseringen skapar en länk mellan poincarépolynom (ranggenererande funktioner) för bruhatintervall och q-tornpolynom, och vi kan beräkna poincarépolynomet för några särskilt intressanta intervall i dom ändliga weylgrupperna A_n och B_n. Uttrycken innehåller q-stirlingtal av andra sorten, och sätter man q=1 för grupp A_n så får man Kanekos poly-bernoullital.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH, 2007. vii, 53 p.
Series
Trita-MAT. MA, ISSN 1401-2278 ; 2007:01
Keyword
partition shape, sign-imbalance, Robinson-Schensted correspondence, chess tableau, restricted word, cylindrical lattice walk, Poincaré polynomial, Bruhat interval, rook polynomial, pattern avoidance, partitionsform, teckenobalans, Robinson-Schensted-korrespondens, schacktablå, begränsade ord, cylindriska latticestigar, poincarépolynom, bruhatintervall, tornpolynom, mönsterundvikande permutation
National Category
Mathematics
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-4298 (URN)978-91-7178-588-6 (ISBN)
Public defence
2007-03-23, F3, Sing-sing, Lindstedtsvägen 26, Stockholm, 13:15
Opponent
Supervisors
Note
QC 20100818Available from: 2007-03-09 Created: 2007-03-09 Last updated: 2010-08-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

Other links

Publisher's full textScopusScienceDirect

Search in DiVA

By author/editor
Sjöstrand, Jonas
By organisation
Mathematics (Dept.)
In the same journal
Journal of combinatorial theory. Series A (Print)
Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetric score

doi
urn-nbn
Total: 56 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf