Structures périodiques en mots morphiques et en colorations de graphes circulants infinis

par Olga Parshina

Thèse de doctorat en Mathématiques

Sous la direction de Luca Zamboni et de Sergey Avgusinovich.

Soutenue le 29-05-2019

à Lyon en cotutelle avec Sobolev Institute of Mathematics , dans le cadre de École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) , ICJ - Institut Camille Jordan (Rhône) (laboratoire) et de Sobolev Institute of Mathematics (laboratoire) .

Le président du jury était Arseny Shur.

Le jury était composé de Sergey Avgusinovich, Yurii Shamardin, Victor Ostromoukhov, Oleg Borodin.

Les rapporteurs étaient Arseny Shur, Leonid Shalaginov.


  • Résumé

    Cette thèse est composée de deux parties : l’une traite des propriétés combinatoires de mots infinis et l’autre des problèmes de colorations des graphes.La première partie du manuscrit concerne les structures régulières dans les mots apériodiques infinis, à savoir les sous-séquences arithmétiques et les premiers retours complets.Nous étudions la fonction qui donne la longueur maximale d’une sous-séquence arithmétique monochromatique (une progression arithmétique) en fonction de la différence commune d pour une famille de mots morphiques uniformes, qui inclut le mot de Thue-Morse. Nous obtenons la limite supérieure explicite du taux de croissance de la fonction et des emplacements des progressions arithmétiques de longueurs maximales et de différences d. Pour étudier des sous-séquences arithmétiques périodiques dans des mots infinis, nous définissons la notion d'indice arithmétique et obtenons des bornes supérieures et inférieures sur le taux de croissance de la fonction donnant l’indice arithmétique dans la même famille de mots.Dans la même veine, une autre question concerne l’étude de deux nouvelles fonctions de complexité de mots infinis basées sur les notions de mots ouverts et fermés. Nous dérivons des formules explicites pour les fonctions de complexité ouverte et fermée pour un mot d'Arnoux-Rauzy sur un alphabet de cardinalité finie.La seconde partie de la thèse traite des colorations parfaites (des partitions équitables) de graphes infinis de degré borné. Nous étudions les graphes de Caley de groupes additifs infinis avec un ensemble de générateurs fixé. Nous considérons le cas où l'ensemble des générateurs est composé d'entiers de l'intervalle [-n, n], et le cas où les générateurs sont des entiers impairs de [-2n-1, 2n+1], où n est un entier positif. Pour les deux familles de graphes, nous obtenons une caractérisation complète des colorations parfaites à deux couleurs

  • Titre traduit

    Periodic structures in morphic words and in colorings of infinite circulant graphs


  • Résumé

    The content of the thesis is comprised of two parts: one deals with combinatorial properties of infinite words and the other with graph coloring problems.The first main part of the manuscript concerns regular structures in infinite aperiodic words, such as arithmetic subsequences and complete first returns.We study the function that outputs the maximal length of a monochromatic arithmetic subsequence (an arithmetic progression) as a function of the common difference d for a family of uniform morphic words, which includes the Thue-Morse word. We obtain the explicit upper bound on the rate of growth of the function and locations of arithmetic progressions of maximal lengths and difference d. To study periodic arithmetic subsequences in infinite words we define the notion of an arithmetic index and obtain upper and lower bounds on the rate of growth of the function of arithmetic index in the same family of words.Another topic in this direction involves the study of two new complexity functions of infinite words based on the notions of open and closed words. We derive explicit formulae for the open and closed complexity functions for an Arnoux-Rauzy word over an alphabet of finite cardinality.The second main part of the thesis deals with perfect colorings (a.k.a. equitable partitions) of infinite graphs of bounded degree. We study Caley graphs of infinite additive groups with a prescribed set of generators. We consider the case when the set of generators is composed of integers from the interval [-n,n], and the case when the generators are odd integers from [-2n-1,2n+1], where n is a positive integer. For both families of graphs, we obtain a complete characterization of perfect 2-colorings


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