A classification of plane and planar 2-trees

We present new functional equations for the species of plane and of planar (in the sense of Harary and Palmer, 1973) 2-trees and some associated pointed species. We then deduce the explicit molecular expansion of these species, i.e a classification of their structures according to their stabilizers. There result explicit formulas in terms of Catalan numbers for their associated generating series, including the asymmetry index series. This work is closely related to the enumeration of polyene hydrocarbons of molecular formula C_nH_n+2.Comment: 26 pages, 14 figure

On symmetric structures of order two

Combinatoric

Structures arborescentes et développements moléculaires

Le présent travail porte sur la classification de structures arborescentes selon leurs symétries. Plus précisément, il fait l'objet de celle des arbres plans, des 2-arbres k-gonaux\ud exterplanaires, des 2-arbres k-gonaux sans sommets de degré 4 et des 2-arbres polygonaux exterplanaires. Ceci est fait en déterminant le développement moléculaire de ceux-ci vus comme espèces de structures. Le développement moléculaire des arbres plans est obtenu à l'aide du théorème de dissymétrie des arbres R-enrichis (voir Bergeron,\ud Labelle et Leroux, 1994) et par l'utilisation d'une formule d'addition pour Ck(B) où B est une espèce et Ck est l'espèce des cycles orientés de longueur k. Cette formule\ud se trouve dans (Ducharme, 2005). En généralisant cette formule au cas où B est pondérée, nous obtenons le développement moléculaire des arbres plans pondérés par la distribution des degrés de leurs sommets. En ce qui a trait aux 2-arbres k-gonaux exterplanaires, une telle classification pour k = 3 a été faite dans (Labelle, Lamathe et Leroux, 2003; Lamathe 2003) et pour k = 4,5 dans (Ducharme, 2005) en utilisant des formules d'addition d'espèces auxiliaires exprimant des espèces pointées qui, à l'aide d'un théorème de dissymétrie, peuvent exprimer les espèces des 2-arbres k-gonaux exterplanaires. Le seul résultat manquant dans (Ducharme, 2005), pour obtenir le développement moléculaire des 2-arbres k-gonaux exterplanaires, est celui des 2-arbres\ud k-gonaux exterplanaires pointés en un polygone. Celui-ci est obtenu par l'énumération de classes diédrales de mots dont les lettres représentent chacune un type d'isomorphie de 2-arbres k-gonaux exterplanaires pointés en une arête orientée. C'est aussi par l'énumération de classes diédrales que nous obtenons une nouvelle formule d'addition de Pn donnant le développement moléculaire de Pn(B) en fonction de celui\ud des puissances de l'espèce B où Pn est l'espèce des polygones de taille n (cycles non orientés de longueur n). Les espèces apparaissant dans cette formule sont de la forme Pbic 2i (N, M, L) ou Cj(K) où K, L, M et N sont des espèces moléculaires, i|k, j|k et Pbic 2i (X, Y, Z) est une espèce moléculaire de polygones bicolorés. Nous donnons également une condition pour déterminer si Pbic 2i (