Tournoi tocar-handicappé

Un tournois est TH si on peut indexer ses sommets $(S_1,\ldots,S_n)$ de telle manière que pour tout entier $i<n$ il existe un entier $j\in [i,n]$ tel que $S_i$ bat tout $S_k$ pour $i\leq k \leq j$ et perd si $k>j$.
Question
: existe-t-il pour tout score d'un tournoi, un tournoi TH qui ait ce score.

Le score est le multiset du nombre de victoire de chaque joueur).

Tentative d'algo : on indexe les joueurs suivant le nombre croissant de victoires, du plus petit au plus grand à ceci près que dès qu'on peut, on place un joueur qui battra tous les suivants. Je détaillerai un peu mieux quand j'aurai un ordinateur. Et j'évoquerai aussi l'interêt du problème.

Réponses

  • Par ordinateur, pour $n=2$ à $n=7$, j'ai calculé les scores de tous les tournois, et ils sont tous des scores de tournois TH.

    Il y a une caractérisation des scores de tournois (avec des inégalités): soit $s=(s_1, \dots, s_n) \in \N^n$, $s$ est un score de tournoi à $n$ équipes ssi $\sum_{i=1}^n s_i=\frac{n(n-1)}{2}$ et, pour tout $J \subset \{1, \dots, n\}$, $$\sum_{j \in J} s_j \geq \frac{|J|(|J|-1]}{2}.$$
  • Je présise, même si c'est implicite, qu'il faut que $i\to s_i$ soit croissante. Ou de façon équivalente que pour toute $n$-permutation $t$, on ait "la formule que tu as donné"* pour $t(s):=(s_{t(1)},...,s_{t(n)})$.

    [edit : marco je n'avais pas bien lu ta formule, elle marche même pour une liste non croissante, d'ailleurs très élégante, je me disais, "tiens il note les entier en majuscule!!" lol]

    par exemple $(3,3, 0,0)$ vérifie la formule mais $(0,0,3 ,3)$ n'est pas un score.

    *i.e on remplace $j$ par $t(j)$ dans la formule caracteristique du score.
    [Comme j'ai mal lu ta formule cette substitution n'y a pas de sens, donc je donne celle que je croyais :

    Pour tout $k$ au plus $n$ et tout $t$ permutation, $s_{t(1)}+...s{t(k)}\geq k(k-1)/2$ avec égalité si $k=n$
    ce qui est équivalent à ta formule, car les deux sont équivalente au fait de prendre $t$ telle que $s$ soit croissante. C'est le cas (le cas croissant) le plus difficile à valuder la formule il implique tous les autres. Cette remarque est importante puisque, un TH est un tournois muni d'une indexation.]

    Je propose d'appeler "scoring" n'importe quel $t(s)$ lorsque $t$ parcourt $S_n$, et pas necessairement croissant. Pour tout scoring il existe au moins un tournois indexé (et au plus un tournois TH!) qui ait ce scoring. Je continue dans un autre message car je ne vois plus rien (car depuis mon téléphone, comme dirait cc^^)
  • On voit facilement qu'il y a exactement $n!$ scoring $TH$ (c'est à dire $n!$ tournois TH): en effet, un TH (qui précisons le, est un tournois muni en plus, d'une indexation) est entièrement déterminé pour chaque entier, par l'entier(supérieur) à partir duquel le joueur associé perd.

    Une façon de prouver qu'il existe des scores qui ne sont les scores d'aucun (tournois sous-jascent à un )TH serait par exemple de montrer que le nombre de $n$- score est plus grand... peut-être pas que $n!$ ...mais que $n!$ moins l'ensemble des TH qui ont (0,1,2,...n-1) comme score* c'est surement très faux mais une impossibilité de résoudre le problème serait peut être montrée par une bonne minoration du nombre de n-score.
    *Les tournois TH qui ont pour score (1,2,...n-1) forment une classe interessante et dont l'interêt va peut-être apparaitre dans le prochain post, où je vais donner ma principale stratégie pour résoudre le truc si résulution il y a , c'est à dire, si au contraire de ce que je viens d'écrire dans ce paragraphe, il y a pour tout score, un TH ayant ce score enfin dont le tournois sous-jacent à ce score, mais ne soyons pas pédant.
  • Disons qu'une n-liste d'entiers relatifs $(p_1,...,p_n)$ est un "parenthésage" si pour tout $k\leq n$ on a $p_1+p_2...+p_k\geq 0$ avec égalité si $k=n$. Si on a egalité ssi $k=n$ on dira qu'il est indécomposable.

    $L$ et $L'$ sont des n-listes P-équivalentes (P pour parenthésage) ssi il existe une n-permutation $t$ telle que $t(L+\Delta_n)= L'+\Delta_n$ oú $\Delta_n=(0,1,2,...n-1)$, c'est à dire quand on ajoute $\Delta_n$ on a les même termes à permutation près (la notation $t(Liste)$ est définie dans le post au dessus pour les scores mais s'étend évidemment à n'importe quelle n-liste.

    Un parenthesage $P$ sera dit universel si tous les éléments de sa P-classe sont des parenthèsages autrement dit, si $P+\Delta$ est un scoring. (je ne mets plus les $n$ au Delta quand il n'y a pas d'ambiguité).

    On dira que le parenthésage $P=(P_1,...P_n)$ est monotone si $P+\Delta$ est un score, c'est à dire un scoring croissant, c'est à dire que $P_{i+1}\geq P_i-1$


    Ecriture en base 1 (LOL) des termes d'un parenthésage :
    Un nbre positif s'ecrit comme autant de parenthèse ouvrantes consécutives suivie disons d'un 0, et si l'entier est négatif, on l'écrit comme autant de parenthèses fermantes consécutives, précédées d'un 0. On pourrait soit se passer du 0 soit garder un seul autre symbole mais puisqu on représente une liste, on a besoin d'un symbole de séparation :

    exemple
    scoring (1,1, 1) donne le oarenthèsage en base 1 (000)
    scoring (1212) donne (0(00)0)
    scoring (0,1,2 3,4) donne 00000

    Les parenthèsage associés sont respectivement (1,0,-1), (1,1,-1,-1) et (0,0,0 0,0)

    Ceci étant posé, je vais commencer à dire des trucs chouettes : on va pouvoir effectuer des substitutions !!
  • Commençons par la résolution de quelques cas simples :

    Lorsque le parenthésage monotone ne s'annule qu'une fois et est "symétrique" i.e quand on retourne la feuille on a le même representation en base 1, je plaisante même si c'est vrai, formellement symétrique c'est quand le $i$-ème terme est l'opposé du $n-i$-ième.

    par exemple les trois exemples plus haut sont tous symétriques, par contre (0(00)0) n'est pas monotone, en plus il s'annule zero fois. L'annulation est représentée par un 0 isolé, sans bloc de parenthèses ouvrantes qui le suivent ou le précèdent. un exemple de monotone symétrique qui s'annule plus d'une fois est (0(000)(000)0), c'est le plus petit "indécomposable" en terme de nombre lettre d'un 3-mot.

    Pourquoi le cas symétrique et unianulé est facile?
  • Remarquons deux choses (il faut un peu se pencher sur le problème mais on s'en convaincra en l'ayant fait)

    lemme 1 : Si $P=(P_0,P_1...)$ est le parenthèsage associé à un tournois TH et que $P$ s'annule en $i$, c'est à dire que le $i$-ième terme du scoring associé vaut $i$ (je me rend compte qu'il faut commencer la numérotation à 0, pour ne pas avoir à se trimballer des moins 1), ce qui je le rappelle dans la reoresentation en base 1 (appelons ça" le dessin"), correspond au 0 "tout seul", eh bien on peut substituer à ce 0 tout seul, un autre dessin TH, et on obtiendra....

    ... pas un dessin de TH, non, raté hinhinhin, mais un score d'un TH, qu'on déduit facilement, Je détaillerai comment si vous voulez mais, bien que pas compliqué , ça demande encore plus de blabla, mais DU COUP....
  • Du coup si j'ai un TH de score trivial i.e de score (0,2,3,...n-1) dont le parenthésage a un 0, et que je remplace ce 0 par un autre parenthésage c'est gagné.

    On montre aussi (lemme 2) qu'on peut aussi "ajouter" un 0 dans le dessin d'un scoring de TH, pour obtenir un score de possible TH (il suffira, pour obtenir le bon scoring TH de "deplacer" ce 0 à la dernière place - ça ne sera plus un 0 du coup mais un 0)))...))) - autant de ) que de déplacement. BREF

    En partant des TH de score triviaux et en effectuant des substitution et des ajout de 0, et ainsi de suite.... on obtient des score pour lesquels il existe un TH.

    QUESTION : tout score s'obtient il ainsi ?
  • Réponse : ça ne m'étonnerait pas du tout!

    En tout cas on montre (sans trop de difficultés) que les symétriques monotones, unianulés s'obtiennent ainsi...

    Il en va de même pour les scores croissant d'au plus 1, on va utiliser une astuce similaire en remarquant qu'un tel score équivalent (si je ne dis pas de bêtise) à un symétrique monotone unianulé (sma) à l'ajout de 0 près (cf. lemme 2)
    En fait je crois que les substitution de 0 suivies de parethèse sont aussi bien manipulable que les substitution "libres" et qu'on peut en dire des choses simmilaires, on pourra donc poser une seconde QUESTION encore plus probablement oui-répondable, j'espère que ce deblayage perso en inspirera certains, là je pense ne pas être très loin...
  • CONJECTURE(s) ARCHI OSEE(s) dans l'ordre croissant de culot

    1) Tous les TH de mêmes scores sont isomorphes.
    2) Les sommets de mêmes degrés y sont indifférentiables.
    3) Tous tournois tel que les sommets de même degrés sont indifférentiables sont indexable en TH.

    La conjecture du fil étant :
    0) Tout score est celui d'un TH.

    On aurait, avec 0) et 1) pour chaque score une unique classe de TH

    Je ne m'y connais pas assez pour me rendre compte si 2) est ne serait-ce que plausible, quant à 3) j'avoue que j'exagère d'oser le rêver... même si rien n'interdit de chercher, et d'être fixé.
  • 2) est faux : contrexemple 123333
  • 4) si le score est indecomposable, existe-t-il un unique circuit hamiltonien?

    (Il est clair qu'un TH admet un cycle Hamiltonien si et seulement si il est indécomposable, 4) demande l'unicité)
  • Super idee*

    5) pour tout score il existe un tournoi (S, A) et un sous-ensemble propre de sommet P tel que pour toute paire de sommets $a,b\in P$ et tout sommet $c\in S-P$ on a $ac$ <=> $bc$

    Ca implique 0) d'après un theorème d'un article de claude quitté dans le post que je vais mettre en lien quand j'aurai l'ordi, qui dit que par une suite de "switch" (inversion des arêtes d'un circuit) appliquées à un tournoi, on peut se ramener à n'importe quel autre tournois de même score.

    Du coup pour tout score on trouve un tournois comme dans 5) (supposé contrexemple minimal) on contracte P en un point et on obtient un tournoi Q par construction, stipulée possible par 5).
    Par minimalité du contrexemple, on applique à ce tournois Q les switchs qui le transforment en un TH, on pouvait aussi supposer que la restriction de T à P est TH, (par minimalite du contrexemple) , on distribue ensuite tous les switch de Q dans P et on obtient bien un TH, contradiction.

    Reste à prouver 5)

    *cette immodestie n'est destinée qu'à allerter sur le fait que je suis sur du concret, en fait je ne pense pas vraiment qu'elle est super (message pour l'idée qui a eu la bonté de me traverser : cette modestie n'est destinée qu'à te mettre en valeur, et de toute façon, tu t'en fiches, tu es une idée, tu es bien au dessus de nous autres qui croyons vous avoir eues (même pas vous avoir!) alors que c'est vous qui nous menez en bateau, la preuve je vais encore passer pour un tocar à cause de toi! ... euh, pardonne cette subite et outrecuidante franchise en tout cas s'il te plait ne te venge pas en ne marchant plus)
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