Study of plactic monoids by rewriting methods

Etude des monoïdes plaxiques par des méthodes de réécriture

Nohra Hage (1)

1 ICJ - Institut Camille Jordan

This thesis focuses on the study of plactic monoids by a new approach using methods issued from rewriting theory. These methods are applied on presentations of plactic monoids given in terms of Young tableaux, Kashiwara’s crystal bases and Littelmann path model. We study the syzygy problem for the Knuth presentation of the plactic monoids. Using the homotopical completion procedure that extends Squier’s and Knuth–Bendix’s completions procedure, we construct coherent presentations of plactic monoids of type A. Such a coherent presentation extends the notion of a presentation of a monoid by a family of generating syzygies, taking into account all the relations among the relations. We make explicit a finite coherent presentation of plactic monoids of type A with the column generators. However, this presentation is not minimal in the sense that many of its generators are superfluous. After applying the homotopical reduction procedure on this presentation, we reduce it to a finite coherent one that extends the Knuth presentation, giving then all the syzygies of the Knuth relations. More generally, we deal with presentations of plactic monoids of any type from the rewriting theory perspective. We construct finite convergent presentations for these monoids in a general way using Littelmann paths. Moreover, we study the latter presentations in terms of Kashiwara’s crystal graphs for type C. By introducing the admissible column generators, we obtain a finite convergent presentation of the plactic monoid of type C with explicit relations. This approach should allow us to study the syzygy problem for the presentations of plactic monoids for any type

Cette thèse est consacrée à l’étude des monoïdes plaxiques par une nouvelle approche utilisant des méthodes issues de la réécriture. Ces méthodes sont appliquées à des présentations de monoïdes plaxiques décrites en termes de tableaux de Young, de bases cristallines de Kashiwara et de modèle des chemins de Littelmann. On étudie le problème des syzygies pour la présentation de Knuth des monoïdes plaxiques. En utilisant la procédure de complétion homotopique basée sur les procédures de complétion de Squier et de Knuth–Bendix, on construit des présentations cohérentes de monoïdes plaxiques de type A. Une telle présentation cohérente étend la notion de présentation convergente d’un monoïde par une famille génératrice de syzygies, décrivant toutes les relations entre les relations. On explicite une présentation cohérente finie des monoïdes plaxiques de type A avec les générateurs colonnes. Cependant, cette présentation n’est pas minimale dans le sens que plusieurs de ses générateurs sont superflus. En appliquant la procédure de réduction homotopique, on réduit cette présentation en une présentation cohérente finie qui étend la présentation de Knuth, donnantainsi toutes les syzygies des relations de Knuth. D’une manière plus générale, on étudie des présentations de monoïdes plaxiques généralisés du point de vue de la réécriture. On construit des présentations convergentes finies de ces monoïdes en utilisant les chemins de Littelmann. De plus, on étudie ces présentations pour le type C en termes de bases cristallines de Kashiwara. En introduisant les générateurs colonnes admissibles, on construit une présentation convergente finie du monoïde plaxique de type C avec des relations explicites. Cette approche nous permettrait d’étudier le problème des syzygies des présentations de monoïdes plaxiques en tout type

Mots clés: Plactic monoids; Rewriting theory; Word problem; Syzygies problem; Convergent presentations; Coherent presentations; Squier’s completion; Knuth–Bendix’s completion; Young tableaux; Schensted’s insertion algorithm; Lecouvey’s insetion algorithm; Crystal bases; Littelmann path model

Mots clés: Monoïdes plaxiques; Réécriture; Problème du mot; Problème des syzygies; Présentations convergentes; Présentations cohérentes; Complétion de Squier; Complétion de Knuth–Bendix; Tableaux de Young; Algorithmes d’insertion de Schensted; Algorithmes d’insertion de Lecouvey; Bases cristallines; Modèle des chemins de Littelmann

Domaines: Combinatoire [math.CO]

Nohra Hage. Study of plactic monoids by rewriting methods. Combinatorics [math.CO]. Université de Lyon, 2016. English. ⟨NNT : 2016LYSES065⟩. ⟨tel-02071461⟩