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The algorithmic problems of real algebraic geometry such as real root counting, deciding the existence of solutions of systems of polynomial equations and inequalities, finding global maxima or deciding whether two points belong in the same connected component of a semi-algebraic set appear frequently in many areas of science and engineering. In this textbook the main ideas and techniques presented form a coherent and rich body of knowledge.
Mathematicians will find relevant information about the algorithmic aspects. Researchers in computer science and engineering will find the required mathematical background.
Being self-contained the book is accessible to graduate students and even, for invaluable parts of it, to undergraduate students.
This second edition contains several recent results, on discriminants of symmetric matrices, real root isolation, global optimization, quantitative results on semi-algebraic sets and the first single exponential algorithm computing their first Betti number.
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This second edition contains several recent results, on discriminants of symmetric matrices, real root isolation, global optimization, quantitative results on semi-algebraic sets and the first single exponential algorithm computing their first Betti number.
From the reviews of the first edition: "Gegenstand des Buches sind zentrale algorithmische Probleme der reellen algebraischen Geometrie. Hierzu zählen beispielsweise die Frage nach der Existenz reeller Lösungen einer (durch polynomiale Gleichungen und Ungleichungen) bestimmten semialgebraischen Menge oder die Frage, ob zwei Punkte zur gleichen Zusammenhangskomponente einer gegebenen semialgebraischen Menge gehören. [...] Eine der Herausforderungen kommt daher, dass hierbei eine Reihe von Teilgebieten der Mathematik und Informatik wie Topologie, algebraische Geometrie, Computeralgebra, Komplexitätstheorie sowie der Entwurf effizienter Algorithmen eng miteinander verzahnt sind und deshalb die Literatur sehr verstreut war. In genau diese Lücke möchte das vorliegende Buch stoßen - und dieses Unterfangen ist den Autoren in beeindruckender Weise gelungen! [...] Das Buch bietet eine sehr zeitgemäße, gelungene Darstellung klassischen sowie aktuellen Materials zu algorithmischen Fragen der reellen algebraischen Geometrie, die in dieser Breite bisher nicht verfügbar war. Besonders auffällig ist die erfolgreiche Absicht der Autoren, eine kohärente und vor allem in sich geschlossene Darstellung zu liefern, die die verschiedenen beteiligten mathematischen Teilgebiete umfassend berücksichtigt. Aufgrund dieser Darstellungsweise bietet das Bcuh zahlreiche Einstiegs- und Verwendungsmöglichkeiten, sowohl in Lehre und Forschung als auch als Nachschlagewerk. Es wird sich schnell als Standardwerk zu dem behandelten Themenkreis etablieren." T.Theobald, Jahresberichte 107, Band (2005) Heft 1