Cayley and Tutte polytopes
Résumé
Cayley polytopes were defined recently as convex hulls of Cayley compositions introduced by Cayley in 1857. In this paper we resolve Braun's conjecture, which expresses the volume of Cayley polytopes in terms of the number of connected graphs. We extend this result to a two-variable deformations, which we call Tutte polytopes. The volume of the latter is given via an evaluation of the Tutte polynomial of the complete graph. Our approach is based on an explicit triangulation of the Cayley and Tutte polytope. We prove that simplices in the triangulations correspond to labeled trees and forests. The heart of the proof is a direct bijection based on the neighbors-first search graph traversal algorithm.
Les polytopes de Cayley ont été définis récemment comme des ensembles convexes de compositions de Cayley introduits par Cayley en 1857. Dans ce papier, nous résolvons la conjecture de Braun. Cette dernière exprime le volume du polytopes de Cayley en termes du nombre de graphes connexes. Nous étendons ce résultat à des déformations de polytopes de Cayley à deux variables, à savoir les polytopes de Tutte. Le volume de ces derniers est donnè par une évaluation du polynôme de Tutte du graphe complet. Notre approche est basée sur une triangulation explicite des polytopes de Cayley et Tutte. Nous démontrons que les simplexes de ces triangulations correspondent à des arbres marqués. La pierre angulaire de notre démonstration est une bijection directe basées sur l'algorithme de la recherche du premier voisin sur le graphe.
Domaines
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