Closed paths whose steps are roots of unity

• Published in: Discrete Mathematics & Theoretical Computer Science
• Main Authors: Labelle, Gilbert, Lacasse, Annie
• Other Authors: Laboratoire de combinatoire et d'informatique mathématique Montréal (LaCIM), Centre de Recherches Mathématiques Montréal (CRM), Université de Montréal (UdeM)-Université de Montréal (UdeM)-Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM), Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bousquet-Mélou, Mireille and Wachs, Michelle and Hultman, Axel
• Format: Conference Object
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2011
• Subjects: closed polygonal paths; Roots of unity; $P$-recursive; Asymptotics; [MATH.MATH-CO]Mathematics [math]/Combinatorics [math.CO]; [INFO.INFO-DM]Computer Science [cs]/Discrete Mathematics [cs.DM]; Iceland
• Online Access: https://inria.hal.science/hal-01215040; https://inria.hal.science/hal-01215040/document; https://inria.hal.science/hal-01215040/file/dmAO0153.pdf; https://doi.org/10.46298/dmtcs.2937

International audience We give explicit formulas for the number $U_n(N)$ of closed polygonal paths of length $N$ (starting from the origin) whose steps are $n^{\textrm{th}}$ roots of unity, as well as asymptotic expressions for these numbers when $N \rightarrow \infty$. We also prove that the sequences $(U_n(N))_{N \geq 0}$ are $P$-recursive for each fixed $n \geq 1$ and leave open the problem of determining the values of $N$ for which the $\textit{dual}$ sequences $(U_n(N))_{n \geq 1}$ are $P$-recursive. Nous donnons des formules explicites pour le nombre $U_n(N)$ de chemins polygonaux fermés de longueur $N$ (débutant à l'origine) dont les pas sont des racines $n$-ièmes de l'unité, ainsi que des expressions asymptotiques pour ces nombres lorsque $N \rightarrow \infty$. Nous démontrons aussi que les suites $(U_n(N))_{N \geq 0}$ sont $P$-récursives pour chaque $n \geq 1$ fixé et laissons ouvert le problème de déterminer les valeurs de $N$ pour lesquelles les suites $\textit{duales}$ $(U_n(N))_{n \geq 1}$ sont $P$-récursives.