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Positivity certificates and polynomial optimization on non-compact semialgebraic sets

Authors :
Victor Magron
Ngoc Hoang Anh Mai
Jean B. Lasserre
Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Laboratoire d'informatique de l'École polytechnique [Palaiseau] (LIX)
École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
European Project: 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING(2015)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)
Source :
Mathematical Programming, Series A, Mathematical Programming, Series A, 2021, ⟨10.1007/s10107-021-01634-1⟩, Mathematical Programming, Series A, Springer, 2021, ⟨10.1007/s10107-021-01634-1⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2021.

Abstract

In a first contribution, we revisit two certificates of positivity on (possibly non-compact) basic semialgebraic sets due to Putinar and Vasilescu [Comptes Rendus de l'Acad\'emie des Sciences-Series I-Mathematics, 328(6) (1999) pp. 495-499]. We use Jacobi's technique from [Mathematische Zeitschrift, 237(2) (2001) pp. 259-273] to provide an alternative proof with an effective degree bound on the sums of squares multipliers in such certificates. As a consequence, it allows one to define a hierarchy of semidefinite relaxations for a general polynomial optimization problem. Convergence of this hierarchy to a neighborhood of the optimal value as well as strong duality and analysis are guaranteed. In a second contribution, we introduce a new numerical method for solving systems of polynomial inequalities and equalities with possibly uncountably many solutions. As a bonus, one may apply this method to obtain approximate global optimizers in polynomial optimization.<br />Comment: 33 pages, 2 figures, 5 tables

Details

ISSN :
14364646 and 00255610
Volume :
194
Database :
OpenAIRE
Journal :
Mathematical Programming
Accession number :
edsair.doi.dedup.....73b3202770b36fc24eca8e8af01c4f9a