Generating trees for permutations avoiding generalized patterns
Sergi Elizalde Dartmouth College
Permutation Patterns 2006, Reykjavik
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.1
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Generating trees for permutations avoiding generalized patterns Sergi Elizalde Dartmouth College Permutation Patterns 2006, Reykjavik Permutation Patterns 2006, Reykjavik p.1 Generating trees for permutations avoiding generalized patterns
Permutation Patterns 2006, Reykjavik
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.2
(Mireille Bousquet-Mélou)
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.2
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.3
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.4
4321 1 12 21 132 312 231 213 321 1432 4132 3412 3142 4312 2431 4231 2413 2143 4213 3421 3241 3214
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.4
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.5
21 1 12 231 132 123 4231 4132 4123 3421 3412 2431 1432 1423 2341 1342 1243 1234 321 312 4321 4312
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.6
21 1 12 231 132 123 4231 4132 4123 3421 3412 2431 1432 1423 2341 1342 1243 1234 321 312 4321 4312
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.6
1423 1 12 231 132 4231 4132 3421 3412 2431 1432 321 312 4321 4312 21
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.7
1423 1 12 231 132 4231 4132 3421 3412 2431 1432 321 312 4321 4312 21
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.7
1423 1 12 231 132 4231 4132 3421 3412 2431 1432 321 312 4321 4312 21 (3,1) (3,2) (5,1) (2,2) (3,1) (3,2) (4,1) (2,2) (4,1) (4,2) (3,3) (2,1) (3,1) (2,2) (4,1) (2,2)
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.7
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.8
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.8
n≥1
r≥1 Dr(t)ur.
D(t, u) = tu + t
Dr(t)(u + u2 + · · · + ur−1 + ur+1) = tu + t
Dr(t)(ur − u) u − 1 + Dr(t)ur+1
t u − 1 [D(t, u) − uD(t, 1)] + tuD(t, u)
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.8
Kernel method:
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.9
Kernel method:
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.9
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.10
1 2k+1
k
1 2k+1
k+1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.10
1 2k+1
k
1 2k+1
k+1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.10
n≥1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.11
n≥1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.11
n≥1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.11
n≥1
e
e
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.11
n≥1
r≥1 Kr(t)ur.
Proposition.
u + 1 + u) − 2
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.12
n≥1
r≥1 Kr(t)ur.
Proposition.
u + 1 + u) − 2
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.12
n≥1
r≥1 Kr(t)ur.
Proposition.
u + 1 + u) − 2
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.12
n≥1
r≥1 Kr(t)ur.
Proposition.
u + 1 + u) − 2
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.12
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.13
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.13
Proposition. M(t, u, v) = [(1 − u)v + c1t + c2t2 + c3t3 + c4t4 − ((1 − u)v + tu + t2u2v) √ 1 − 2t − 3t2)]u2v 2(1 − u − tu(1 − u) + t2u2)(1 − uv + tuv + t2u2v2) ,
where c1 = 2 − u − v − uv + 2u2v,
c2 = u(−1 + (2 − u)v + 2(u − 1)v2), c3 = u2v(−3 + 2v − 2uv), c4 = −2u3v2.
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.13
M(t, u, v) = tu2v+t
Ml,l(t)ul+1(v+v2+· · ·+vl)+t
Ml,r(t)[ul+1(v+v2+· · ·+vr)+ur+1vr+1]
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.14
M(t, u, v) = tu2v+t
Ml,l(t)ul+1(v+v2+· · ·+vl)+t
Ml,r(t)[ul+1(v+v2+· · ·+vr)+ur+1vr+1]
M>(t, u, v) = tu2v+ tuv v − 1 [tuv M>(t, 1, uv) − tu M>(t, 1, u) + M>(t, u, v) − M>(t, u, 1)] .
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.14
M(t, u, v) = tu2v+t
Ml,l(t)ul+1(v+v2+· · ·+vl)+t
Ml,r(t)[ul+1(v+v2+· · ·+vr)+ur+1vr+1]
M>(t, u, v) = tu2v+ tuv v − 1 [tuv M>(t, 1, uv) − tu M>(t, 1, u) + M>(t, u, v) − M>(t, u, 1)] .
v − 1 − tv v − 1
v − 1 M>(t, 1, 1).
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.14
M(t, u, v) = tu2v+t
Ml,l(t)ul+1(v+v2+· · ·+vl)+t
Ml,r(t)[ul+1(v+v2+· · ·+vr)+ur+1vr+1]
M>(t, u, v) = tu2v+ tuv v − 1 [tuv M>(t, 1, uv) − tu M>(t, 1, u) + M>(t, u, v) − M>(t, u, 1)] .
v − 1 − tv v − 1
v − 1 M>(t, 1, 1).
tuv v − 1
v − 1 [tuv M>(t, 1, uv) − tu M>(t, 1, u) − M>(t, u, 1)]
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.14
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.15
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.15
n≥1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.15
n≥1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.15
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.16
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.16
n≥1
n≥1
n≥1
t 1 − t
t 1 − 2t
t 1 − 3t (1 + · · · )
tk (1 − t)(1 − 2t) · · · (1 − kt)
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.16
√ 3 2 t + π 6 )
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.17
√ 3 2 t + π 6 )
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.17
√ 3 2 t + π 6 )
(1, 1) (r, n) − → (1, n + 1) (2, n + 1) · · · (r, n + 1) (r + 1, n + 1)′ (r + 2, n + 1)′ · · · (n + 1, n + 1)′ (r, n)′ − → (1, n + 1) (2, n + 1) · · · (r, n + 1)
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.17
√ 3 2 t + π 6 )
(1, 1) (r, n) − → (1, n + 1) (2, n + 1) · · · (r, n + 1) (r + 1, n + 1)′ (r + 2, n + 1)′ · · · (n + 1, n + 1)′ (r, n)′ − → (1, n + 1) (2, n + 1) · · · (r, n + 1)
n≥1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.17
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.18
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.18
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.18
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.19
(2, 1, 1) (m, r, n) − → (m + 1, 1, n + 1) (2, 2, n + 1) (3, 3, n + 1) · · · (m, m, n + 1) (m, m + 1, n + 1) · · · (m, n + 1, n + 1) if r = 1, (m + 1, 1, n + 1) (2, 2, n + 1) (3, 3, n + 1) · · · (m, m, n + 1) (m, m + 1, n + 1) · · · (m, n + 1, n + 1) if m = r, (m + 1, 1, n + 1) (2, 2, n + 1) (3, 3, n + 1) · · · (m, m, n + 1) (m, m + 1, n + 1) · · · (m, r, n + 1) if m < r.
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.19
(2, 1, 1) (m, r, n) − → (m + 1, 1, n + 1) (2, 2, n + 1) (3, 3, n + 1) · · · (m, m, n + 1) (m, m + 1, n + 1) · · · (m, n + 1, n + 1) if r = 1, (m + 1, 1, n + 1) (2, 2, n + 1) (3, 3, n + 1) · · · (m, m, n + 1) (m, m + 1, n + 1) · · · (m, n + 1, n + 1) if m = r, (m + 1, 1, n + 1) (2, 2, n + 1) (3, 3, n + 1) · · · (m, m, n + 1) (m, m + 1, n + 1) · · · (m, r, n + 1) if m < r.
n≥1
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.19
tv v − 1
v − 1
(v − 1)(uv − 1) G(t, uv, 1) +
(v − 1)(uv − 1) − tu2v2 uv − 1
t2u2v3 (u − 1)(v − 1) G(tv, u, 1) − t2u2v3 (u − 1)(v − 1) G(tv, 1, 1) + tu2v + tu2v2
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.20
tv v − 1
v − 1
(v − 1)(uv − 1) G(t, uv, 1) +
(v − 1)(uv − 1) − tu2v2 uv − 1
t2u2v3 (u − 1)(v − 1) G(tv, u, 1) − t2u2v3 (u − 1)(v − 1) G(tv, 1, 1) + tu2v + tu2v2
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.20
(2, 1, 1) (l, r, n) − → (l + 1, 1, n + 1) (l + 1, 2, n + 1) · · · (l + 1, r, n + 1) (r + 1, r + 1, n + 1) (r + 2, r + 2, n + 1) · · · (l, l, n + 1) (l, l + 1, n + 1) · · · (l, n + 1, n + 1) if l ≥ r, (l + 1, 1, n + 1) (l + 1, 2, n + 1) · · · (l + 1, l, n + 1) (l, l + 1, n + 1) (l, l + 2, n + 1) · · · (l, r, n + 1) if l < r.
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.21
(2, 1, 1) (l, r, n) − → (l + 1, 1, n + 1) (l + 1, 2, n + 1) · · · (l + 1, r, n + 1) (r + 1, r + 1, n + 1) (r + 2, r + 2, n + 1) · · · (l, l, n + 1) (l, l + 1, n + 1) · · · (l, n + 1, n + 1) if l ≥ r, (l + 1, 1, n + 1) (l + 1, 2, n + 1) · · · (l + 1, l, n + 1) (l, l + 1, n + 1) (l, l + 2, n + 1) · · · (l, r, n + 1) if l < r.
n≥1
tv v − 1
= − tv v − 1 H(t, uv, 1) +
tv v − 1
tv2 v − 1 J(tv, u, 1)
tuv v − 1
= tuv v − 1 H(t, uv, 1) − tuv v − 1 H(t, u, 1) +tuv
uv − 1 − 1 v − 1
tuv uv − 1 J(t, 1, uv) + tu2v
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.21
(2, 1, 1) (l, r, n) − → (l + 1, 1, n + 1) (l + 1, 2, n + 1) · · · (l + 1, r, n + 1) (r + 1, r + 1, n + 1) (r + 2, r + 2, n + 1) · · · (l, l, n + 1) (l, l + 1, n + 1) · · · (l, n + 1, n + 1) if l ≥ r, (l + 1, 1, n + 1) (l + 1, 2, n + 1) · · · (l + 1, l, n + 1) (l, l + 1, n + 1) (l, l + 2, n + 1) · · · (l, r, n + 1) if l < r.
n≥1
tv v − 1
= − tv v − 1 H(t, uv, 1) +
tv v − 1
tv2 v − 1 J(tv, u, 1)
tuv v − 1
= tuv v − 1 H(t, uv, 1) − tuv v − 1 H(t, u, 1) +tuv
uv − 1 − 1 v − 1
tuv uv − 1 J(t, 1, uv) + tu2v
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.21
Permutation Patterns 2006, Reykjavik – p.22