Algorithms in Real Algebraic Geometry: (v.10 Algorithms and Computation in Mathematics)

The algorithmic problems of real algebraic geometry such as real root counting, deciding the existence of solutions of systems of polynomial equations and inequalities, or deciding whether two points belong in the same connected component of a semi-algebraic set occur in many contexts. In this first-ever graduate textbook on the algorithmic aspects of real algebraic geometry, the main ideas and techniques presented form a coherent and rich body of knowledge, linked to many areas of mathematics and computing.Mathematicians already aware of real algebraic geometry will find relevant information about the algorithmic aspects, and 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.

Table of Contents:
Introduction * 1 Algebraically Closed Fields * 2 Real Closed Fields * 3 Semi-Algebraic Sets * 4 Algebra * 5 Decomposition of Semi-Algebraic Sets * 6 Elements of Topology * 7 Quantitative semi-algebraic geometry * 8 Complexity of Basic Algorithms * 9 Cauchy index and applications * 10 Real Roots * 11 Polynomial System Solving * 12 Cylindrical decomposition algorithm * 13 Existential Theory of the Reals * 14 Quantifier Elimination * 15 Computing Roadmaps and Connected Components of Algebraic Sets * 16 Computing roadmaps and connected components of Semi-algebraic sets * References * Index.

Review :
"The monograph gives a self-contained detailed exposition of the algorithmic real algebraic geometry. ... In general, the monograph is well written and will be useful both for beginners and for advanced readers, who work in real algebraic geometry or apply its methods in other fields." Eugenii I. Shustin, Zbl. MATH 1031.14028 .,." The book under review gives a self-contained account of some of the more recent and important algorithms arising in RAG [real algebraic geometry]. ... This material has mostly appeared in other sources; however, it is very nice to have it all in one book. ...the book is wonderful reference for algorithms in RAG, for the expert and non-expert alike." V.Powers, Mathematical Reviews Clippings from Issue 2004g "Gegenstand des Buches sind zentrale algorithmische Probleme der reellen algebraischen Geometrie. Hierzu zAhlen beispielsweise die Frage nach der Existenz reeller LAsungen einer (durch polynomiale Gleichungen und Ungleichungen) bestimmten semialgebraischen Menge oder die Frage, ob zwei Punkte zur gleichen Zusammenhangskomponente einer gegebenen semialgebraischen Menge gehAren. [...] Eine der Herausforderungen kommt daher, dass hierbei eine Reihe von Teilgebieten der Mathematik und Informatik wie Topologie, algebraische Geometrie, Computeralgebra, KomplexitAtstheorie sowie der Entwurf effizienter Algorithmen eng miteinander verzahnt sind und deshalb die Literatur sehr verstreut war. In genau diese LA1/4cke mAchte das vorliegende Buch stoAen - und dieses Unterfangen ist den Autoren in beeindruckender Weise gelungen! [...] Das Buch bietet eine sehr zeitgemAAe, gelungene Darstellung klassischen sowie aktuellen Materials zu algorithmischen Fragender reellen algebraischen Geometrie, die in dieser Breite bisher nicht verfA1/4gbar war. Besonders auffAllig ist die erfolgreiche Absicht der Autoren, eine kohArente und vor allem in sich geschlossene Darstellung zu liefern, die die verschiedenen beteiligten mathematischen Teilgebiete umfassend berA1/4cksichtigt. Aufgrund dieser Darstellungsweise bietet das Bcuh zahlreiche Einstiegs- und VerwendungsmAglichkeiten, 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