The 14th Whitney Problems Workshop ๐ and Sobolev functions ...
Post on 23-Nov-2021
3 Views
Preview:
Transcript
The 14th Whitney Problems Workshop๐๐ and Sobolev functions on subsets of โ๐
๐๐ SOLUTIONS OF SEMIALGEBRAIC EQUATIONS
Joint work with E. BIERSTONE and P.D. MILMAN
Jean-Baptiste Campesato
August 19, 2021
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 1 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ Definitions
Definition: semialgebraic setsSemialgebraic subsets of โ๐ are elements of the boolean algebra spanned by sets of the form
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โฅ 0}
where ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐].
RemarkGiven ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐], the following sets are semialgebraic
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) > 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โค 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) < 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) = 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โ 0}
Definition: semialgebraic functionsLet ๐ โ โ๐. A function ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic if its graph ฮ๐ โ โ๐+๐ is semialgebraic.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 2 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ Definitions
Definition: semialgebraic setsSemialgebraic subsets of โ๐ are elements of the boolean algebra spanned by sets of the form
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โฅ 0}
where ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐].
RemarkGiven ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐], the following sets are semialgebraic
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) > 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โค 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) < 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) = 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โ 0}
Definition: semialgebraic functionsLet ๐ โ โ๐. A function ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic if its graph ฮ๐ โ โ๐+๐ is semialgebraic.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 2 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ Definitions
Definition: semialgebraic setsSemialgebraic subsets of โ๐ are elements of the boolean algebra spanned by sets of the form
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โฅ 0}
where ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐].
RemarkGiven ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐], the following sets are semialgebraic
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) > 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โค 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) < 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) = 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โ 0}
Definition: semialgebraic functionsLet ๐ โ โ๐. A function ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic if its graph ฮ๐ โ โ๐+๐ is semialgebraic.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 2 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ Definitions
Definition: semialgebraic setsSemialgebraic subsets of โ๐ are elements of the boolean algebra spanned by sets of the form
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โฅ 0}
where ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐].
RemarkGiven ๐ โ โ[๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐], the following sets are semialgebraic
{๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) > 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โค 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) < 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) = 0} , {๐ฅ โ โ๐ โถ ๐(๐ฅ) โ 0}
Definition: semialgebraic functionsLet ๐ โ โ๐. A function ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic if its graph ฮ๐ โ โ๐+๐ is semialgebraic.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 2 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ TarskiโSeidenberg theoremTheorem (TarskiโSeidenberg): semialgebraic sets are closed under projections
If ๐ โ โ๐+1 is semialgebraic then so is ๐(๐), where ๐ โถ โ๐+1 โ โ๐, ๐(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐+1) = (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐).
RemarkIf ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic then so is ๐.
Corollary: elimination of quantifiers
Let ๐ โ โ๐+1 be semialgebraic, then the following sets are too
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = ๐(๐)
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = โ๐ โงต ๐(โ๐+1 โงต ๐)
Example
If ๐ด โ โ๐ is semialgebraic, then so is ๐ด โ{
๐ฅ โ โ๐ โถ โ๐ โ (0, +โ), โ๐ฆ โ ๐ด,๐
โ๐=1
(๐ฅ๐ โ ๐ฆ๐)2 < ๐2}
.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 3 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ TarskiโSeidenberg theoremTheorem (TarskiโSeidenberg): semialgebraic sets are closed under projections
If ๐ โ โ๐+1 is semialgebraic then so is ๐(๐), where ๐ โถ โ๐+1 โ โ๐, ๐(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐+1) = (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐).
RemarkIf ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic then so is ๐.
Corollary: elimination of quantifiers
Let ๐ โ โ๐+1 be semialgebraic, then the following sets are too
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = ๐(๐)
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = โ๐ โงต ๐(โ๐+1 โงต ๐)
Example
If ๐ด โ โ๐ is semialgebraic, then so is ๐ด โ{
๐ฅ โ โ๐ โถ โ๐ โ (0, +โ), โ๐ฆ โ ๐ด,๐
โ๐=1
(๐ฅ๐ โ ๐ฆ๐)2 < ๐2}
.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 3 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ TarskiโSeidenberg theoremTheorem (TarskiโSeidenberg): semialgebraic sets are closed under projections
If ๐ โ โ๐+1 is semialgebraic then so is ๐(๐), where ๐ โถ โ๐+1 โ โ๐, ๐(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐+1) = (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐).
RemarkIf ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic then so is ๐.
Corollary: elimination of quantifiers
Let ๐ โ โ๐+1 be semialgebraic, then the following sets are too
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = ๐(๐)
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = โ๐ โงต ๐(โ๐+1 โงต ๐)
Example
If ๐ด โ โ๐ is semialgebraic, then so is ๐ด โ{
๐ฅ โ โ๐ โถ โ๐ โ (0, +โ), โ๐ฆ โ ๐ด,๐
โ๐=1
(๐ฅ๐ โ ๐ฆ๐)2 < ๐2}
.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 3 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Semialgebraic geometry โ TarskiโSeidenberg theoremTheorem (TarskiโSeidenberg): semialgebraic sets are closed under projections
If ๐ โ โ๐+1 is semialgebraic then so is ๐(๐), where ๐ โถ โ๐+1 โ โ๐, ๐(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐+1) = (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐).
RemarkIf ๐ โถ ๐ โ โ๐ is semialgebraic then so is ๐.
Corollary: elimination of quantifiers
Let ๐ โ โ๐+1 be semialgebraic, then the following sets are too
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = ๐(๐)
{(๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐) โ โ๐ โถ โ๐ฆ, (๐ฅ1, โฆ , ๐ฅ๐, ๐ฆ) โ ๐} = โ๐ โงต ๐(โ๐+1 โงต ๐)
Example
If ๐ด โ โ๐ is semialgebraic, then so is ๐ด โ{
๐ฅ โ โ๐ โถ โ๐ โ (0, +โ), โ๐ฆ โ ๐ด,๐
โ๐=1
(๐ฅ๐ โ ๐ฆ๐)2 < ๐2}
.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 3 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
A semialgebraic version of Whitneyโs extension theorem
Theorem โ KurdykaโPawลucki, 1997, 2014Thamrongthanyalak, 2017Kocel-CynkโPawลuckiโValette, 2019
Given a semialgebraic ๐๐ Whitney field on a closed subset ๐ โ โ๐,i.e. a family (๐๐ผ โถ ๐ โ โ)๐ผโโ๐
|๐ผ|โค๐of continuous semialgebraic functions such that
โ๐ง โ ๐, โ๐ผ โ โ๐, |๐ผ| โค ๐ โน ๐๐ผ (๐ฅ) โ โ|๐ฝ|โค๐โ|๐ผ|
๐๐ผ+๐ฝ (๐ฆ)๐ฝ! (๐ฅ โ ๐ฆ)๐ฝ = ๐
๐โ๐ฅ,๐ฆโ๐ง(โ๐ฅ โ ๐ฆโ๐โ|๐ผ|) ,
there exists a ๐๐ semialgebraic function ๐น โถ โ๐ โ โ such that ๐ท๐ผ ๐น|๐ = ๐๐ผ and ๐น is Nash on โ๐ โงต ๐.
Nash โ semialgebraic and analytic.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 4 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Are there solutions preserving semialgebraicity?
For Whitneyโs Extension Problem
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function where ๐ โ โ๐ is closed.If ๐ admits a ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ, does it admit a semialgebraic ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ?
For the BrennerโFeffermanโHochsterโKollรกr Problem
Let ๐1, โฆ , ๐๐, ๐ โถ โ๐ โ โ be semialgebraic functions.If the equation ๐ = โ ๐๐๐๐ admit a ๐๐ solution (๐๐)๐, does it admit a semialgebraic ๐๐ solution?
โข AschenbrennerโThamrongthanyalak (2019): โ๐, for ๐ = 1 and ๐ = 0, respectively.โข FeffermanโLuli (2021): โ๐, for ๐ = 2.
โข BierstoneโC.โMilman (2021): โ๐, โ๐, with a loss of differentiability.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 5 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Are there solutions preserving semialgebraicity?
For Whitneyโs Extension ProblemLet ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function where ๐ โ โ๐ is closed.If ๐ admits a ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ, does it admit a semialgebraic ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ?
For the BrennerโFeffermanโHochsterโKollรกr Problem
Let ๐1, โฆ , ๐๐, ๐ โถ โ๐ โ โ be semialgebraic functions.If the equation ๐ = โ ๐๐๐๐ admit a ๐๐ solution (๐๐)๐, does it admit a semialgebraic ๐๐ solution?
โข AschenbrennerโThamrongthanyalak (2019): โ๐, for ๐ = 1 and ๐ = 0, respectively.โข FeffermanโLuli (2021): โ๐, for ๐ = 2.โข BierstoneโC.โMilman (2021): โ๐, โ๐, with a loss of differentiability.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 5 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Are there solutions preserving semialgebraicity?
For Whitneyโs Extension ProblemLet ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function where ๐ โ โ๐ is closed.If ๐ admits a ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ, does it admit a semialgebraic ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ?
For the BrennerโFeffermanโHochsterโKollรกr ProblemLet ๐1, โฆ , ๐๐, ๐ โถ โ๐ โ โ be semialgebraic functions.If the equation ๐ = โ ๐๐๐๐ admit a ๐๐ solution (๐๐)๐, does it admit a semialgebraic ๐๐ solution?
โข AschenbrennerโThamrongthanyalak (2019): โ๐, for ๐ = 1 and ๐ = 0, respectively.โข FeffermanโLuli (2021): โ๐, for ๐ = 2.โข BierstoneโC.โMilman (2021): โ๐, โ๐, with a loss of differentiability.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 5 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Are there solutions preserving semialgebraicity?
For Whitneyโs Extension ProblemLet ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function where ๐ โ โ๐ is closed.If ๐ admits a ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ, does it admit a semialgebraic ๐๐ extension ๐น โถ โ๐ โ โ?
For the BrennerโFeffermanโHochsterโKollรกr ProblemLet ๐1, โฆ , ๐๐, ๐ โถ โ๐ โ โ be semialgebraic functions.If the equation ๐ = โ ๐๐๐๐ admit a ๐๐ solution (๐๐)๐, does it admit a semialgebraic ๐๐ solution?
โข AschenbrennerโThamrongthanyalak (2019): โ๐, for ๐ = 1 and ๐ = 0, respectively.โข FeffermanโLuli (2021): โ๐, for ๐ = 2.โข BierstoneโC.โMilman (2021): โ๐, โ๐, with a loss of differentiability.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 5 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the semialgebraic ๐1 extension problem(AschenbrennerโThamrongthanyalak, 2019)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function admitting a ๐1 extension ๐น โถ โ๐ โ โ.
โข Set ๐ โ {(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) โ โ๐ ร โ ร โ๐ โถ ๐ฅ โ ๐, ๐ฆ = ๐(๐ฅ),โ๐ > 0, โ๐ฟ > 0, โ๐, ๐ โ ๐ต๐ฟ (๐ฅ), |๐ (๐) โ ๐(๐) โ ๐ฃ โ (๐ โ ๐)| โค ๐โ๐ โ ๐โ}.
โข Then ๐ is semialgebraic, and, โ๐ฅ โ ๐, (๐ฅ, ๐น (๐ฅ), โ๐น (๐ฅ)) โ ๐.โข Semialgebraic Michaelโs Selection Lemma:
there exists ๐ โถ ๐ โ ๐ semialgebraic and continuous such that ๐๐ฅ โ ๐ = id where ๐๐ฅ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฅ.โข Set ๐บ โ ๐๐ฃ โ ๐ โถ โ๐ โ โ๐ where ๐๐ฃ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฃ, then ๐บ is semialgebraic, continuous and satisfies
โ๐ โ ๐, ๐(๐) = ๐(๐) + ๐บ(๐) โ (๐ โ ๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ). โ
This strategy does not generalize to ๐ > 1 since the unknown (๐๐ผ )๐ผโโ๐โงต{0}|๐ผ|โค๐
canโt be described as a section.
For instance, if ๐ = 2, ๐e๐needs to satisfy
๐e๐ (๐) = ๐e๐ (๐) +๐
โ๐=1
๐e๐+e๐ (๐)(๐๐ โ ๐๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 6 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the semialgebraic ๐1 extension problem(AschenbrennerโThamrongthanyalak, 2019)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function admitting a ๐1 extension ๐น โถ โ๐ โ โ.
โข Set ๐ โ {(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) โ โ๐ ร โ ร โ๐ โถ ๐ฅ โ ๐, ๐ฆ = ๐(๐ฅ),โ๐ > 0, โ๐ฟ > 0, โ๐, ๐ โ ๐ต๐ฟ (๐ฅ), |๐ (๐) โ ๐(๐) โ ๐ฃ โ (๐ โ ๐)| โค ๐โ๐ โ ๐โ}.
โข Then ๐ is semialgebraic, and, โ๐ฅ โ ๐, (๐ฅ, ๐น (๐ฅ), โ๐น (๐ฅ)) โ ๐.โข Semialgebraic Michaelโs Selection Lemma:
there exists ๐ โถ ๐ โ ๐ semialgebraic and continuous such that ๐๐ฅ โ ๐ = id where ๐๐ฅ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฅ.โข Set ๐บ โ ๐๐ฃ โ ๐ โถ โ๐ โ โ๐ where ๐๐ฃ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฃ, then ๐บ is semialgebraic, continuous and satisfies
โ๐ โ ๐, ๐(๐) = ๐(๐) + ๐บ(๐) โ (๐ โ ๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ). โ
This strategy does not generalize to ๐ > 1 since the unknown (๐๐ผ )๐ผโโ๐โงต{0}|๐ผ|โค๐
canโt be described as a section.
For instance, if ๐ = 2, ๐e๐needs to satisfy
๐e๐ (๐) = ๐e๐ (๐) +๐
โ๐=1
๐e๐+e๐ (๐)(๐๐ โ ๐๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 6 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the semialgebraic ๐1 extension problem(AschenbrennerโThamrongthanyalak, 2019)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function admitting a ๐1 extension ๐น โถ โ๐ โ โ.
โข Set ๐ โ {(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) โ โ๐ ร โ ร โ๐ โถ ๐ฅ โ ๐, ๐ฆ = ๐(๐ฅ),โ๐ > 0, โ๐ฟ > 0, โ๐, ๐ โ ๐ต๐ฟ (๐ฅ), |๐ (๐) โ ๐(๐) โ ๐ฃ โ (๐ โ ๐)| โค ๐โ๐ โ ๐โ}.
โข Then ๐ is semialgebraic,
and, โ๐ฅ โ ๐, (๐ฅ, ๐น (๐ฅ), โ๐น (๐ฅ)) โ ๐.โข Semialgebraic Michaelโs Selection Lemma:
there exists ๐ โถ ๐ โ ๐ semialgebraic and continuous such that ๐๐ฅ โ ๐ = id where ๐๐ฅ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฅ.โข Set ๐บ โ ๐๐ฃ โ ๐ โถ โ๐ โ โ๐ where ๐๐ฃ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฃ, then ๐บ is semialgebraic, continuous and satisfies
โ๐ โ ๐, ๐(๐) = ๐(๐) + ๐บ(๐) โ (๐ โ ๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ). โ
This strategy does not generalize to ๐ > 1 since the unknown (๐๐ผ )๐ผโโ๐โงต{0}|๐ผ|โค๐
canโt be described as a section.
For instance, if ๐ = 2, ๐e๐needs to satisfy
๐e๐ (๐) = ๐e๐ (๐) +๐
โ๐=1
๐e๐+e๐ (๐)(๐๐ โ ๐๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 6 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the semialgebraic ๐1 extension problem(AschenbrennerโThamrongthanyalak, 2019)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function admitting a ๐1 extension ๐น โถ โ๐ โ โ.
โข Set ๐ โ {(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) โ โ๐ ร โ ร โ๐ โถ ๐ฅ โ ๐, ๐ฆ = ๐(๐ฅ),โ๐ > 0, โ๐ฟ > 0, โ๐, ๐ โ ๐ต๐ฟ (๐ฅ), |๐ (๐) โ ๐(๐) โ ๐ฃ โ (๐ โ ๐)| โค ๐โ๐ โ ๐โ}.
โข Then ๐ is semialgebraic, and, โ๐ฅ โ ๐, (๐ฅ, ๐น (๐ฅ), โ๐น (๐ฅ)) โ ๐.
โข Semialgebraic Michaelโs Selection Lemma:there exists ๐ โถ ๐ โ ๐ semialgebraic and continuous such that ๐๐ฅ โ ๐ = id where ๐๐ฅ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฅ.
โข Set ๐บ โ ๐๐ฃ โ ๐ โถ โ๐ โ โ๐ where ๐๐ฃ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฃ, then ๐บ is semialgebraic, continuous and satisfiesโ๐ โ ๐, ๐(๐) = ๐(๐) + ๐บ(๐) โ (๐ โ ๐) + ๐
๐โ๐,๐โ๐(โ๐ โ ๐โ). โ
This strategy does not generalize to ๐ > 1 since the unknown (๐๐ผ )๐ผโโ๐โงต{0}|๐ผ|โค๐
canโt be described as a section.
For instance, if ๐ = 2, ๐e๐needs to satisfy
๐e๐ (๐) = ๐e๐ (๐) +๐
โ๐=1
๐e๐+e๐ (๐)(๐๐ โ ๐๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 6 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the semialgebraic ๐1 extension problem(AschenbrennerโThamrongthanyalak, 2019)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function admitting a ๐1 extension ๐น โถ โ๐ โ โ.
โข Set ๐ โ {(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) โ โ๐ ร โ ร โ๐ โถ ๐ฅ โ ๐, ๐ฆ = ๐(๐ฅ),โ๐ > 0, โ๐ฟ > 0, โ๐, ๐ โ ๐ต๐ฟ (๐ฅ), |๐ (๐) โ ๐(๐) โ ๐ฃ โ (๐ โ ๐)| โค ๐โ๐ โ ๐โ}.
โข Then ๐ is semialgebraic, and, โ๐ฅ โ ๐, (๐ฅ, ๐น (๐ฅ), โ๐น (๐ฅ)) โ ๐.โข Semialgebraic Michaelโs Selection Lemma:
there exists ๐ โถ ๐ โ ๐ semialgebraic and continuous such that ๐๐ฅ โ ๐ = id where ๐๐ฅ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฅ.
โข Set ๐บ โ ๐๐ฃ โ ๐ โถ โ๐ โ โ๐ where ๐๐ฃ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฃ, then ๐บ is semialgebraic, continuous and satisfiesโ๐ โ ๐, ๐(๐) = ๐(๐) + ๐บ(๐) โ (๐ โ ๐) + ๐
๐โ๐,๐โ๐(โ๐ โ ๐โ). โ
This strategy does not generalize to ๐ > 1 since the unknown (๐๐ผ )๐ผโโ๐โงต{0}|๐ผ|โค๐
canโt be described as a section.
For instance, if ๐ = 2, ๐e๐needs to satisfy
๐e๐ (๐) = ๐e๐ (๐) +๐
โ๐=1
๐e๐+e๐ (๐)(๐๐ โ ๐๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 6 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the semialgebraic ๐1 extension problem(AschenbrennerโThamrongthanyalak, 2019)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function admitting a ๐1 extension ๐น โถ โ๐ โ โ.
โข Set ๐ โ {(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) โ โ๐ ร โ ร โ๐ โถ ๐ฅ โ ๐, ๐ฆ = ๐(๐ฅ),โ๐ > 0, โ๐ฟ > 0, โ๐, ๐ โ ๐ต๐ฟ (๐ฅ), |๐ (๐) โ ๐(๐) โ ๐ฃ โ (๐ โ ๐)| โค ๐โ๐ โ ๐โ}.
โข Then ๐ is semialgebraic, and, โ๐ฅ โ ๐, (๐ฅ, ๐น (๐ฅ), โ๐น (๐ฅ)) โ ๐.โข Semialgebraic Michaelโs Selection Lemma:
there exists ๐ โถ ๐ โ ๐ semialgebraic and continuous such that ๐๐ฅ โ ๐ = id where ๐๐ฅ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฅ.โข Set ๐บ โ ๐๐ฃ โ ๐ โถ โ๐ โ โ๐ where ๐๐ฃ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฃ, then ๐บ is semialgebraic, continuous and satisfies
โ๐ โ ๐, ๐(๐) = ๐(๐) + ๐บ(๐) โ (๐ โ ๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ). โ
This strategy does not generalize to ๐ > 1 since the unknown (๐๐ผ )๐ผโโ๐โงต{0}|๐ผ|โค๐
canโt be described as a section.
For instance, if ๐ = 2, ๐e๐needs to satisfy
๐e๐ (๐) = ๐e๐ (๐) +๐
โ๐=1
๐e๐+e๐ (๐)(๐๐ โ ๐๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 6 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the semialgebraic ๐1 extension problem(AschenbrennerโThamrongthanyalak, 2019)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be a semialgebraic function admitting a ๐1 extension ๐น โถ โ๐ โ โ.
โข Set ๐ โ {(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) โ โ๐ ร โ ร โ๐ โถ ๐ฅ โ ๐, ๐ฆ = ๐(๐ฅ),โ๐ > 0, โ๐ฟ > 0, โ๐, ๐ โ ๐ต๐ฟ (๐ฅ), |๐ (๐) โ ๐(๐) โ ๐ฃ โ (๐ โ ๐)| โค ๐โ๐ โ ๐โ}.
โข Then ๐ is semialgebraic, and, โ๐ฅ โ ๐, (๐ฅ, ๐น (๐ฅ), โ๐น (๐ฅ)) โ ๐.โข Semialgebraic Michaelโs Selection Lemma:
there exists ๐ โถ ๐ โ ๐ semialgebraic and continuous such that ๐๐ฅ โ ๐ = id where ๐๐ฅ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฅ.โข Set ๐บ โ ๐๐ฃ โ ๐ โถ โ๐ โ โ๐ where ๐๐ฃ(๐ฅ, ๐ฆ, ๐ฃ) = ๐ฃ, then ๐บ is semialgebraic, continuous and satisfies
โ๐ โ ๐, ๐(๐) = ๐(๐) + ๐บ(๐) โ (๐ โ ๐) + ๐๐โ๐,๐โ๐
(โ๐ โ ๐โ). โ
This strategy does not generalize to ๐ > 1 since the unknown (๐๐ผ )๐ผโโ๐โงต{0}|๐ผ|โค๐
canโt be described as a section.
For instance, if ๐ = 2, ๐e๐needs to satisfy
๐e๐(๐) = ๐e๐
(๐) +๐
โ๐=1
๐e๐+e๐(๐)(๐๐ โ ๐๐) + ๐
๐โ๐,๐โ๐(โ๐ โ ๐โ).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 6 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the planar semialgebraic extension problem (FeffermanโLuli, 2021)
๐โ โถ ๐ฆ = 0
๐+ โถ ๐ฆ = ๐(๐ฅ) โค ๐ฅ๐ = ๐โ โช ๐+
(0, 0)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be semialgebraic.
1 Let ๐น โถ โ2 โ โ be a ๐๐ function such that ๐น|๐ = ๐ and ๐ฝ(0,0)๐น = 0.Set ๐ โ
๐ (๐ฅ) โ ๐๐๐ฆ๐น (๐ฅ, 0) and ๐ +
๐ (๐ฅ) โ ๐๐๐ฆ๐น (๐ฅ, ๐(๐ฅ)). Then
(โ)
โงโชโชโชโชโจโชโชโชโชโฉ
(๐) ๐ โ0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, 0)
(๐๐) ๐ +0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, ๐(๐ฅ))
(๐๐๐) ๐ +๐ (๐ฅ) =
๐โ๐
โ๐=0
๐(๐ฅ)๐
๐! ๐ โ๐+๐(๐ฅ) + ๐
๐ฅโ0+(๐(๐ฅ)๐โ๐)
(๐๐ฃ) ๐ โ๐ (๐ฅ) = ๐
๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)(๐ฃ) ๐ +
๐ (๐ฅ) = ๐๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)
2 According to the definable choice: there exist ๐ ยฑ๐ semialgebraic satisfying (โ).
3 Then ๐น (๐ฅ, ๐ฆ) = ๐โ(๐ฅ, ๐ฆ)(
๐
โ๐=0
๐ โ๐ (๐ฅ)๐! ๐ฆ๐
)+ ๐+(๐ฅ, ๐ฆ)
(
๐
โ๐=0
๐ +๐ (๐ฅ)๐! (๐ฆ โ ๐(๐ฅ))๐
)is a semialgebraic ๐๐
extension of ๐ in a neighborhood of the origin such that ๐ฝ(0,0) ๐น = 0.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 7 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the planar semialgebraic extension problem (FeffermanโLuli, 2021)
๐โ โถ ๐ฆ = 0
๐+ โถ ๐ฆ = ๐(๐ฅ) โค ๐ฅ๐ = ๐โ โช ๐+
(0, 0)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be semialgebraic.1 Let ๐น โถ โ2 โ โ be a ๐๐ function such that ๐น|๐ = ๐ and ๐ฝ(0,0)๐น = 0.
Set ๐ โ๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, 0) and ๐ +๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, ๐(๐ฅ)). Then
(โ)
โงโชโชโชโชโจโชโชโชโชโฉ
(๐) ๐ โ0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, 0)
(๐๐) ๐ +0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, ๐(๐ฅ))
(๐๐๐) ๐ +๐ (๐ฅ) =
๐โ๐
โ๐=0
๐(๐ฅ)๐
๐! ๐ โ๐+๐(๐ฅ) + ๐
๐ฅโ0+(๐(๐ฅ)๐โ๐)
(๐๐ฃ) ๐ โ๐ (๐ฅ) = ๐
๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)(๐ฃ) ๐ +
๐ (๐ฅ) = ๐๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)
2 According to the definable choice: there exist ๐ ยฑ๐ semialgebraic satisfying (โ).
3 Then ๐น (๐ฅ, ๐ฆ) = ๐โ(๐ฅ, ๐ฆ)(
๐
โ๐=0
๐ โ๐ (๐ฅ)๐! ๐ฆ๐
)+ ๐+(๐ฅ, ๐ฆ)
(
๐
โ๐=0
๐ +๐ (๐ฅ)๐! (๐ฆ โ ๐(๐ฅ))๐
)is a semialgebraic ๐๐
extension of ๐ in a neighborhood of the origin such that ๐ฝ(0,0) ๐น = 0.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 7 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the planar semialgebraic extension problem (FeffermanโLuli, 2021)
๐โ โถ ๐ฆ = 0
๐+ โถ ๐ฆ = ๐(๐ฅ) โค ๐ฅ๐ = ๐โ โช ๐+
(0, 0)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be semialgebraic.1 Let ๐น โถ โ2 โ โ be a ๐๐ function such that ๐น|๐ = ๐ and ๐ฝ(0,0)๐น = 0.
Set ๐ โ๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, 0) and ๐ +๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, ๐(๐ฅ)).
Then
(โ)
โงโชโชโชโชโจโชโชโชโชโฉ
(๐) ๐ โ0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, 0)
(๐๐) ๐ +0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, ๐(๐ฅ))
(๐๐๐) ๐ +๐ (๐ฅ) =
๐โ๐
โ๐=0
๐(๐ฅ)๐
๐! ๐ โ๐+๐(๐ฅ) + ๐
๐ฅโ0+(๐(๐ฅ)๐โ๐)
(๐๐ฃ) ๐ โ๐ (๐ฅ) = ๐
๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)(๐ฃ) ๐ +
๐ (๐ฅ) = ๐๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)
2 According to the definable choice: there exist ๐ ยฑ๐ semialgebraic satisfying (โ).
3 Then ๐น (๐ฅ, ๐ฆ) = ๐โ(๐ฅ, ๐ฆ)(
๐
โ๐=0
๐ โ๐ (๐ฅ)๐! ๐ฆ๐
)+ ๐+(๐ฅ, ๐ฆ)
(
๐
โ๐=0
๐ +๐ (๐ฅ)๐! (๐ฆ โ ๐(๐ฅ))๐
)is a semialgebraic ๐๐
extension of ๐ in a neighborhood of the origin such that ๐ฝ(0,0) ๐น = 0.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 7 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the planar semialgebraic extension problem (FeffermanโLuli, 2021)
๐โ โถ ๐ฆ = 0
๐+ โถ ๐ฆ = ๐(๐ฅ) โค ๐ฅ๐ = ๐โ โช ๐+
(0, 0)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be semialgebraic.1 Let ๐น โถ โ2 โ โ be a ๐๐ function such that ๐น|๐ = ๐ and ๐ฝ(0,0)๐น = 0.
Set ๐ โ๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, 0) and ๐ +๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, ๐(๐ฅ)). Then
(โ)
โงโชโชโชโชโจโชโชโชโชโฉ
(๐) ๐ โ0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, 0)
(๐๐) ๐ +0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, ๐(๐ฅ))
(๐๐๐) ๐ +๐ (๐ฅ) =
๐โ๐
โ๐=0
๐(๐ฅ)๐
๐! ๐ โ๐+๐(๐ฅ) + ๐
๐ฅโ0+(๐(๐ฅ)๐โ๐)
(๐๐ฃ) ๐ โ๐ (๐ฅ) = ๐
๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)(๐ฃ) ๐ +
๐ (๐ฅ) = ๐๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)
2 According to the definable choice: there exist ๐ ยฑ๐ semialgebraic satisfying (โ).
3 Then ๐น (๐ฅ, ๐ฆ) = ๐โ(๐ฅ, ๐ฆ)(
๐
โ๐=0
๐ โ๐ (๐ฅ)๐! ๐ฆ๐
)+ ๐+(๐ฅ, ๐ฆ)
(
๐
โ๐=0
๐ +๐ (๐ฅ)๐! (๐ฆ โ ๐(๐ฅ))๐
)is a semialgebraic ๐๐
extension of ๐ in a neighborhood of the origin such that ๐ฝ(0,0) ๐น = 0.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 7 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the planar semialgebraic extension problem (FeffermanโLuli, 2021)
๐โ โถ ๐ฆ = 0
๐+ โถ ๐ฆ = ๐(๐ฅ) โค ๐ฅ๐ = ๐โ โช ๐+
(0, 0)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be semialgebraic.1 Let ๐น โถ โ2 โ โ be a ๐๐ function such that ๐น|๐ = ๐ and ๐ฝ(0,0)๐น = 0.
Set ๐ โ๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, 0) and ๐ +๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, ๐(๐ฅ)). Then
(โ)
โงโชโชโชโชโจโชโชโชโชโฉ
(๐) ๐ โ0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, 0)
(๐๐) ๐ +0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, ๐(๐ฅ))
(๐๐๐) ๐ +๐ (๐ฅ) =
๐โ๐
โ๐=0
๐(๐ฅ)๐
๐! ๐ โ๐+๐(๐ฅ) + ๐
๐ฅโ0+(๐(๐ฅ)๐โ๐)
(๐๐ฃ) ๐ โ๐ (๐ฅ) = ๐
๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)(๐ฃ) ๐ +
๐ (๐ฅ) = ๐๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)
2 According to the definable choice: there exist ๐ ยฑ๐ semialgebraic satisfying (โ).
3 Then ๐น (๐ฅ, ๐ฆ) = ๐โ(๐ฅ, ๐ฆ)(
๐
โ๐=0
๐ โ๐ (๐ฅ)๐! ๐ฆ๐
)+ ๐+(๐ฅ, ๐ฆ)
(
๐
โ๐=0
๐ +๐ (๐ฅ)๐! (๐ฆ โ ๐(๐ฅ))๐
)is a semialgebraic ๐๐
extension of ๐ in a neighborhood of the origin such that ๐ฝ(0,0) ๐น = 0.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 7 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Strategy for the planar semialgebraic extension problem (FeffermanโLuli, 2021)
๐โ โถ ๐ฆ = 0
๐+ โถ ๐ฆ = ๐(๐ฅ) โค ๐ฅ๐ = ๐โ โช ๐+
(0, 0)
Let ๐ โถ ๐ โ โ be semialgebraic.1 Let ๐น โถ โ2 โ โ be a ๐๐ function such that ๐น|๐ = ๐ and ๐ฝ(0,0)๐น = 0.
Set ๐ โ๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, 0) and ๐ +๐ (๐ฅ) โ ๐๐
๐ฆ๐น (๐ฅ, ๐(๐ฅ)). Then
(โ)
โงโชโชโชโชโจโชโชโชโชโฉ
(๐) ๐ โ0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, 0)
(๐๐) ๐ +0 (๐ฅ) = ๐(๐ฅ, ๐(๐ฅ))
(๐๐๐) ๐ +๐ (๐ฅ) =
๐โ๐
โ๐=0
๐(๐ฅ)๐
๐! ๐ โ๐+๐(๐ฅ) + ๐
๐ฅโ0+(๐(๐ฅ)๐โ๐)
(๐๐ฃ) ๐ โ๐ (๐ฅ) = ๐
๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)(๐ฃ) ๐ +
๐ (๐ฅ) = ๐๐ฅโ0+ (๐ฅ๐โ๐)
2 According to the definable choice: there exist ๐ ยฑ๐ semialgebraic satisfying (โ).
3 Then ๐น (๐ฅ, ๐ฆ) = ๐โ(๐ฅ, ๐ฆ)(
๐
โ๐=0
๐ โ๐ (๐ฅ)๐! ๐ฆ๐
)+ ๐+(๐ฅ, ๐ฆ)
(
๐
โ๐=0
๐ +๐ (๐ฅ)๐! (๐ฆ โ ๐(๐ฅ))๐
)is a semialgebraic ๐๐
extension of ๐ in a neighborhood of the origin such that ๐ฝ(0,0) ๐น = 0.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 7 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
The main results: statements
Theorem โ BierstoneโC.โMilman, 2021Given ๐ โ โ๐ closed and semialgebraic, there exists ๐ โถ โ โ โ satisfying the following property:if ๐ โถ ๐ โ โ semialgebraic admits a ๐๐(๐) extension, then it admits a semialgebraic ๐๐ extension.
Theorem โ BierstoneโC.โMilman, 2021Given ๐ด โถ โ๐ โ โณ๐,๐(โ) semialgebraic, there exists ๐ โถ โ โ โ such that:if ๐น โถ โ๐ โ โ๐ semialgebraic may be written ๐น (๐ฅ) = ๐ด(๐ฅ)๐บ(๐ฅ) where ๐บ is ๐๐(๐),then ๐น (๐ฅ) = ๐ด(๐ฅ)๏ฟฝ๏ฟฝ(๐ฅ) where ๏ฟฝ๏ฟฝ(๐ฅ) is semialgebraic and ๐๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 8 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
The main results: statements
Theorem โ BierstoneโC.โMilman, 2021Given ๐ โ โ๐ closed and semialgebraic, there exists ๐ โถ โ โ โ satisfying the following property:if ๐ โถ ๐ โ โ semialgebraic admits a ๐๐(๐) extension, then it admits a semialgebraic ๐๐ extension.
Theorem โ BierstoneโC.โMilman, 2021Given ๐ด โถ โ๐ โ โณ๐,๐(โ) semialgebraic, there exists ๐ โถ โ โ โ such that:if ๐น โถ โ๐ โ โ๐ semialgebraic may be written ๐น (๐ฅ) = ๐ด(๐ฅ)๐บ(๐ฅ) where ๐บ is ๐๐(๐),then ๐น (๐ฅ) = ๐ด(๐ฅ)๏ฟฝ๏ฟฝ(๐ฅ) where ๏ฟฝ๏ฟฝ(๐ฅ) is semialgebraic and ๐๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 8 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Main results: towards a common generalization
The extension problemLet ๐ โ โ๐ be semialgebraic and closed.
By resolution of singularities, there exists ๐ โถ ๐ โ โ๐
Nash and proper defined on a Nash manifold suchthat ๐ = ๐(๐).
Given ๐ โถ โ๐ โ โ and ๐ โถ ๐ โ โ, we have๐|๐ = ๐ if and only if
โ๐ฆ โ ๐, ๐(๐(๐ฆ)) = ๐ (๐ฆ)
where ๐ โ ๐ โ ๐.
The equation problemConsider an equation
๐ด(๐ฅ)๐บ(๐ฅ) = ๐น (๐ฅ), ๐ฅ โ โ๐.
By resolution of singularities, there exists๐ โถ ๐ โ โ๐ Nash and proper defined on a Nashmanifold such that after composition, we get
๐ด(๐ฆ)๐บ(๐(๐ฆ)) = ๐น (๐ฆ), ๐ฆ โ ๐
where ๐ด โ ๐ด โ ๐ is now Nash and ๐น โ ๐น โ ๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 9 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Main results: towards a common generalization
The extension problemLet ๐ โ โ๐ be semialgebraic and closed.
By resolution of singularities, there exists ๐ โถ ๐ โ โ๐
Nash and proper defined on a Nash manifold suchthat ๐ = ๐(๐).
Given ๐ โถ โ๐ โ โ and ๐ โถ ๐ โ โ, we have๐|๐ = ๐ if and only if
โ๐ฆ โ ๐, ๐(๐(๐ฆ)) = ๐ (๐ฆ)
where ๐ โ ๐ โ ๐.
The equation problemConsider an equation
๐ด(๐ฅ)๐บ(๐ฅ) = ๐น (๐ฅ), ๐ฅ โ โ๐.
By resolution of singularities, there exists๐ โถ ๐ โ โ๐ Nash and proper defined on a Nashmanifold such that after composition, we get
๐ด(๐ฆ)๐บ(๐(๐ฆ)) = ๐น (๐ฆ), ๐ฆ โ ๐
where ๐ด โ ๐ด โ ๐ is now Nash and ๐น โ ๐น โ ๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 9 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
The main result
Theorem โ BierstoneโC.โMilman, 2021Let ๐ด โถ โ๐ โ โณ๐,๐(โ) be Nash and let ๐ โถ ๐ โ โ๐ be Nash and proper defined on ๐ โ โ๐ aNash submanifold.Then there exists ๐ โถ โ โ โ satisfying the following property.If ๐ โถ ๐ โ โ๐ semialgebraic may be written
๐(๐ฅ) = ๐ด(๐ฅ)๐(๐(๐ฅ))
for a ๐๐(๐) function ๐ โถ โ๐ โ โ๐ then
๐(๐ฅ) = ๐ด(๐ฅ) ๐(๐(๐ฅ))
for a semialgebraic ๐๐ function ๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 10 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Heart of the proof: induction on dimension
Proposition: the induction stepLet ๐ต โ ๐(๐) be semialgebraic and closed.There exist ๐ตโฒ โ ๐ต semialgebraic satisfying dim ๐ตโฒ < dim ๐ต and ๐ก โถ โ โ โ such that if
1 ๐ โถ ๐ โ โ๐ is ๐๐ก(๐), semialgebraic and ๐ก(๐)-flat on ๐โ1(๐ตโฒ), and2 ๐ = ๐ด โ (๐ โ ๐) admits a ๐๐ก(๐) solution ๐,
then there exists a semialgebraic ๐๐ function ๐ โถ โ๐ โ โ๐ s.t. ๐ โ ๐ด โ ( ๐ โ ๐) is ๐-flat on ๐โ1(๐ต).
Then, up to subtracting by ๐ด โ ( ๐ โ ๐) on both side, we get an equation
๐ = ๐ด โ (๐ โ ๐)
where ๐ is now semialgebraic and ๐-flat on ๐โ1(๐ต).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 11 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Heart of the proof: induction on dimension
Proposition: the induction stepLet ๐ต โ ๐(๐) be semialgebraic and closed.There exist ๐ตโฒ โ ๐ต semialgebraic satisfying dim ๐ตโฒ < dim ๐ต and ๐ก โถ โ โ โ such that if
1 ๐ โถ ๐ โ โ๐ is ๐๐ก(๐), semialgebraic and ๐ก(๐)-flat on ๐โ1(๐ตโฒ), and2 ๐ = ๐ด โ (๐ โ ๐) admits a ๐๐ก(๐) solution ๐,
then there exists a semialgebraic ๐๐ function ๐ โถ โ๐ โ โ๐ s.t. ๐ โ ๐ด โ ( ๐ โ ๐) is ๐-flat on ๐โ1(๐ต).
Then, up to subtracting by ๐ด โ ( ๐ โ ๐) on both side, we get an equation
๐ = ๐ด โ (๐ โ ๐)
where ๐ is now semialgebraic and ๐-flat on ๐โ1(๐ต).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 11 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Heart of the proof: induction on dimension
Strategy: construction of a semialgebraic Whitney field
๐บ(๐, y) = โ|๐ผ|โค๐
๐๐ผ (๐)๐ผ! y๐ผ โ ๐0(๐ต)[y]
vanishing on ๐ตโฒ such that
โ๐ โ ๐ต โงต ๐ตโฒ, โ๐ โ ๐โ1(๐), ๐ ๐๐๐(x) โก ๐ ๐
๐๐ด(x) ๐บ(๐, ๐ ๐๐๐(x)) mod (x)๐+1โJxK๐
A - Whitney regularityGiven ๐ต, there exists ๐ โ โ such that if ๐บ is a Whitney field of order ๐ โฅ ๐๐ on ๐ต โงต ๐ตโฒ then it is aWhitney field of order ๐ on ๐ต.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 12 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Heart of the proof: induction on dimension
Strategy: construction of a semialgebraic Whitney field
๐บ(๐, y) = โ|๐ผ|โค๐
๐๐ผ (๐)๐ผ! y๐ผ โ ๐0(๐ต)[y]
vanishing on ๐ตโฒ such that
โ๐ โ ๐ต โงต ๐ตโฒ, โ๐ โ ๐โ1(๐), ๐ ๐๐๐(x) โก ๐ ๐
๐๐ด(x) ๐บ(๐, ๐ ๐๐๐(x)) mod (x)๐+1โJxK๐
A - Whitney regularityGiven ๐ต, there exists ๐ โ โ such that if ๐บ is a Whitney field of order ๐ โฅ ๐๐ on ๐ต โงต ๐ตโฒ then it is aWhitney field of order ๐ on ๐ต.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 12 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
The module of relations at ๐ โ ๐(๐)We consider the equation at the level of Taylor polynomials:
๐ ๐๐ ๐(x) โก ๐ ๐
๐ ๐ด(x) ๐บ(๐, ๐ ๐๐ ๐(x)) mod (x)๐+1โJxK๐ (1)
B - Chevalleyโs functionGiven ๐ โ โ, there exists ๐ โฅ ๐ such that the derivatives of ๐ of order โค ๐ can be expressed interms of the derivatives of ๐ of order โค ๐.
Formally, we stratify ๐ต = โจ๐max๐=1 ฮ๐ such that for each ๐, there exists ๐ โฅ ๐ satisfying
โ๐ โ ฮ๐ , ๐๐(โ๐(๐)) = ๐๐(โ๐โ1(๐))
whereโข โ๐(๐) is the module of relations at ๐ โ ๐(๐) formed by the ๐บ โ โJyK๐ satisfying the
homogeneous equation associated to (1) for all ๐ โ ๐โ1(๐), and,โข ๐๐ is the truncation up to degree ๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 13 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
The module of relations at ๐ โ ๐(๐)We consider the equation at the level of Taylor polynomials:
๐ ๐๐ ๐(x) โก ๐ ๐
๐ ๐ด(x) ๐บ(๐, ๐ ๐๐ ๐(x)) mod (x)๐+1โJxK๐ (1)
B - Chevalleyโs functionGiven ๐ โ โ, there exists ๐ โฅ ๐ such that the derivatives of ๐ of order โค ๐ can be expressed interms of the derivatives of ๐ of order โค ๐.
Formally, we stratify ๐ต = โจ๐max๐=1 ฮ๐ such that for each ๐, there exists ๐ โฅ ๐ satisfying
โ๐ โ ฮ๐ , ๐๐(โ๐(๐)) = ๐๐(โ๐โ1(๐))
whereโข โ๐(๐) is the module of relations at ๐ โ ๐(๐) formed by the ๐บ โ โJyK๐ satisfying the
homogeneous equation associated to (1) for all ๐ โ ๐โ1(๐), and,โข ๐๐ is the truncation up to degree ๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 13 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
The module of relations at ๐ โ ๐(๐)We consider the equation at the level of Taylor polynomials:
๐ ๐๐ ๐(x) โก ๐ ๐
๐ ๐ด(x) ๐บ(๐, ๐ ๐๐ ๐(x)) mod (x)๐+1โJxK๐ (1)
B - Chevalleyโs functionGiven ๐ โ โ, there exists ๐ โฅ ๐ such that the derivatives of ๐ of order โค ๐ can be expressed interms of the derivatives of ๐ of order โค ๐.
Formally, we stratify ๐ต = โจ๐max๐=1 ฮ๐ such that for each ๐, there exists ๐ โฅ ๐ satisfying
โ๐ โ ฮ๐ , ๐๐(โ๐(๐)) = ๐๐(โ๐โ1(๐))
whereโข โ๐(๐) is the module of relations at ๐ โ ๐(๐) formed by the ๐บ โ โJyK๐ satisfying the
homogeneous equation associated to (1) for all ๐ โ ๐โ1(๐), and,โข ๐๐ is the truncation up to degree ๐.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 13 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Hironakaโs formal divisionโข ๐น = โ ๐น(๐ผ,๐)y(๐ผ,๐) โ โJ๐ฆ1, โฆ , ๐ฆ๐K๐ where y(๐ผ,๐) = (0, โฆ , 0, ๐ฆ๐ผ1
1 โฏ ๐ฆ๐ผ๐๐ , 0, โฆ , 0).
โข The set โ๐ ร {1, โฆ , ๐} โ (๐ผ, ๐) is totally ordered by lex(|๐ผ|, ๐, ๐ผ1, โฆ , ๐ผ๐).โข supp ๐น โ {(๐ผ, ๐) โถ ๐น(๐ผ,๐) โ 0} โข exp ๐น โ min(supp ๐น )
Theorem โ Hironaka 1964, BierstoneโMilman 1987Let ฮฆ1, โฆ , ฮฆ๐ โ โJyK๐.
Set ฮ1 โ exp ฮฆ1 + โ๐, ฮ๐ โ (exp ฮฆ๐ + โ๐) โงต๐โ1
โ๐=1
ฮ๐, and ฮ โ (โ๐ ร {1, โฆ , ๐}) โงต๐
โ๐=1
ฮ๐.
ฮ
ฮ3
ฮ2
ฮ1Then โ๐น โ โJyK๐, โ!๐๐ โ โJyK, ๐ โ โJyK๐ such that
โข ๐น =๐
โ๐=1
๐๐ฮฆ๐ + ๐
โข exp ฮฆ๐ + supp ๐๐ โ ฮ๐
โข supp ๐ โ ฮ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 14 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Hironakaโs formal divisionโข ๐น = โ ๐น(๐ผ,๐)y(๐ผ,๐) โ โJ๐ฆ1, โฆ , ๐ฆ๐K๐ where y(๐ผ,๐) = (0, โฆ , 0, ๐ฆ๐ผ1
1 โฏ ๐ฆ๐ผ๐๐ , 0, โฆ , 0).
โข The set โ๐ ร {1, โฆ , ๐} โ (๐ผ, ๐) is totally ordered by lex(|๐ผ|, ๐, ๐ผ1, โฆ , ๐ผ๐).โข supp ๐น โ {(๐ผ, ๐) โถ ๐น(๐ผ,๐) โ 0} โข exp ๐น โ min(supp ๐น )
Theorem โ Hironaka 1964, BierstoneโMilman 1987Let ฮฆ1, โฆ , ฮฆ๐ โ โJyK๐.
Set ฮ1 โ exp ฮฆ1 + โ๐, ฮ๐ โ (exp ฮฆ๐ + โ๐) โงต๐โ1
โ๐=1
ฮ๐, and ฮ โ (โ๐ ร {1, โฆ , ๐}) โงต๐
โ๐=1
ฮ๐.
ฮ
ฮ3
ฮ2
ฮ1Then โ๐น โ โJyK๐, โ!๐๐ โ โJyK, ๐ โ โJyK๐ such that
โข ๐น =๐
โ๐=1
๐๐ฮฆ๐ + ๐
โข exp ฮฆ๐ + supp ๐๐ โ ฮ๐
โข supp ๐ โ ฮ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 14 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Hironakaโs formal divisionโข ๐น = โ ๐น(๐ผ,๐)y(๐ผ,๐) โ โJ๐ฆ1, โฆ , ๐ฆ๐K๐ where y(๐ผ,๐) = (0, โฆ , 0, ๐ฆ๐ผ1
1 โฏ ๐ฆ๐ผ๐๐ , 0, โฆ , 0).
โข The set โ๐ ร {1, โฆ , ๐} โ (๐ผ, ๐) is totally ordered by lex(|๐ผ|, ๐, ๐ผ1, โฆ , ๐ผ๐).โข supp ๐น โ {(๐ผ, ๐) โถ ๐น(๐ผ,๐) โ 0} โข exp ๐น โ min(supp ๐น )
Theorem โ Hironaka 1964, BierstoneโMilman 1987Let ฮฆ1, โฆ , ฮฆ๐ โ โJyK๐.
Set ฮ1 โ exp ฮฆ1 + โ๐, ฮ๐ โ (exp ฮฆ๐ + โ๐) โงต๐โ1
โ๐=1
ฮ๐, and ฮ โ (โ๐ ร {1, โฆ , ๐}) โงต๐
โ๐=1
ฮ๐.
ฮ
ฮ3
ฮ2
ฮ1Then โ๐น โ โJyK๐, โ!๐๐ โ โJyK, ๐ โ โJyK๐ such that
โข ๐น =๐
โ๐=1
๐๐ฮฆ๐ + ๐
โข exp ฮฆ๐ + supp ๐๐ โ ฮ๐
โข supp ๐ โ ฮ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 14 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Diagram of initial exponentsLet ๐ โ โJyK๐ be a โJyK-submodule.The diagram of initial exponents of ๐ is
๐ฉ (๐) โ {exp ๐น โถ ๐น โ ๐ โงต {0}} โ โ๐ ร {1, โฆ , ๐}
Note that ๐ฉ (๐) has finitely many vertices (๐ผ๐, ๐๐), ๐ = 1, โฆ , ๐.For each one, we pick a representative ฮฆ๐ โ ๐ , i.e. exp ฮฆ๐ = (๐ผ๐, ๐๐).
CorollaryLet ๐น โ โJyK๐. Then ๐น โ ๐ if and only if its remainder by the formal division w.r.t. the ฮฆ๐ is 0.
Particularly ฮฆ1, โฆ , ฮฆ๐ generate ๐ .
Proof. Write ๐น =๐
โ๐=1
๐๐ฮฆ๐ + ๐ with supp ๐ โ ๐ฉ (๐)๐ . โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 15 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Diagram of initial exponentsLet ๐ โ โJyK๐ be a โJyK-submodule.The diagram of initial exponents of ๐ is
๐ฉ (๐) โ {exp ๐น โถ ๐น โ ๐ โงต {0}} โ โ๐ ร {1, โฆ , ๐}
Note that ๐ฉ (๐) has finitely many vertices (๐ผ๐, ๐๐), ๐ = 1, โฆ , ๐.For each one, we pick a representative ฮฆ๐ โ ๐ , i.e. exp ฮฆ๐ = (๐ผ๐, ๐๐).
CorollaryLet ๐น โ โJyK๐. Then ๐น โ ๐ if and only if its remainder by the formal division w.r.t. the ฮฆ๐ is 0.
Particularly ฮฆ1, โฆ , ฮฆ๐ generate ๐ .
Proof. Write ๐น =๐
โ๐=1
๐๐ฮฆ๐ + ๐ with supp ๐ โ ๐ฉ (๐)๐ . โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 15 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Diagram of initial exponentsLet ๐ โ โJyK๐ be a โJyK-submodule.The diagram of initial exponents of ๐ is
๐ฉ (๐) โ {exp ๐น โถ ๐น โ ๐ โงต {0}} โ โ๐ ร {1, โฆ , ๐}
Note that ๐ฉ (๐) has finitely many vertices (๐ผ๐, ๐๐), ๐ = 1, โฆ , ๐.For each one, we pick a representative ฮฆ๐ โ ๐ , i.e. exp ฮฆ๐ = (๐ผ๐, ๐๐).
CorollaryLet ๐น โ โJyK๐. Then ๐น โ ๐ if and only if its remainder by the formal division w.r.t. the ฮฆ๐ is 0.
Particularly ฮฆ1, โฆ , ฮฆ๐ generate ๐ .
Proof. Write ๐น =๐
โ๐=1
๐๐ฮฆ๐ + ๐ with supp ๐ โ ๐ฉ (๐)๐ . โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 15 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Diagram of initial exponentsLet ๐ โ โJyK๐ be a โJyK-submodule.The diagram of initial exponents of ๐ is
๐ฉ (๐) โ {exp ๐น โถ ๐น โ ๐ โงต {0}} โ โ๐ ร {1, โฆ , ๐}
Note that ๐ฉ (๐) has finitely many vertices (๐ผ๐, ๐๐), ๐ = 1, โฆ , ๐.For each one, we pick a representative ฮฆ๐ โ ๐ , i.e. exp ฮฆ๐ = (๐ผ๐, ๐๐).
CorollaryLet ๐น โ โJyK๐. Then ๐น โ ๐ if and only if its remainder by the formal division w.r.t. the ฮฆ๐ is 0.
Particularly ฮฆ1, โฆ , ฮฆ๐ generate ๐ .
Proof. Write ๐น =๐
โ๐=1
๐๐ฮฆ๐ + ๐ with supp ๐ โ ๐ฉ (๐)๐ . โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 15 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Diagram of initial exponents and module of relations
Lemma โ Chevalleyโs functionLet ๐ โ โ.There exists (ฮ๐)๐ a stratification of ๐ต such that given a stratum ฮ๐ , there exists ๐ โฅ ๐ satisfying
โข โ๐ โ ฮ๐ , ๐๐(โ๐(๐)) = ๐๐(โ๐โ1(๐)),โข ๐ฉ (โ๐(๐)) is constant on ฮ๐ .
We set๐ตโฒ โ โ
dim ฮ๐ <dim ๐ตฮ๐
so that โ๐, ฮ๐ โงต ฮ๐ โ ๐ตโฒ.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 16 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Diagram of initial exponents and module of relations
Lemma โ Chevalleyโs functionLet ๐ โ โ.There exists (ฮ๐)๐ a stratification of ๐ต such that given a stratum ฮ๐ , there exists ๐ โฅ ๐ satisfying
โข โ๐ โ ฮ๐ , ๐๐(โ๐(๐)) = ๐๐(โ๐โ1(๐)),โข ๐ฉ (โ๐(๐)) is constant on ฮ๐ .
We set๐ตโฒ โ โ
dim ฮ๐ <dim ๐ตฮ๐
so that โ๐, ฮ๐ โงต ฮ๐ โ ๐ตโฒ.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 16 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Construction of ๐บ on ฮ๐
For ๐ โ ๐ต and ๐ก โฅ ๐, by assumption there exists ๐๐ โ โ[y]๐ such that
๐ ๐ก๐๐(x) โก ๐ ๐ก
๐๐ด(x) ๐๐(๐ ๐ก๐๐(x)) mod (x)๐ก+1โJxK๐, โ๐ โ ๐โ1(๐).
Letโs fix a stratum ฮ๐ and ๐ โ ฮ๐ .By formal division, we may write ๐๐(y) = โ ๐๐(y)ฮฆ๐(y) + ๐๐(๐, y) where the ฮฆ๐ are as above for โ๐(๐).Note that the remainder ๐๐(๐, y) โ โ[y]๐ satisfies
๐๐(y) โ ๐๐(๐, y) โ โ๐(๐) and supp ๐๐(๐, y) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐ .
Lemma๐บ๐(๐, y) โ ๐๐ (๐๐(๐, y)) is a semialgebraic Whitney field of order ๐ on ฮ๐ satisfying (1).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 17 / 20
exp ฮฆ2
exp ฮฆ1
supp ๐๐
๐ฉ (๐ ๐(๐))
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Construction of ๐บ on ฮ๐
For ๐ โ ๐ต and ๐ก โฅ ๐, by assumption there exists ๐๐ โ โ[y]๐ such that
๐ ๐ก๐๐(x) โก ๐ ๐ก
๐๐ด(x) ๐๐(๐ ๐ก๐๐(x)) mod (x)๐ก+1โJxK๐, โ๐ โ ๐โ1(๐).
Letโs fix a stratum ฮ๐ and ๐ โ ฮ๐ .By formal division, we may write ๐๐(y) = โ ๐๐(y)ฮฆ๐(y) + ๐๐(๐, y) where the ฮฆ๐ are as above for โ๐(๐).Note that the remainder ๐๐(๐, y) โ โ[y]๐ satisfies
๐๐(y) โ ๐๐(๐, y) โ โ๐(๐) and supp ๐๐(๐, y) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐ .
Lemma๐บ๐(๐, y) โ ๐๐ (๐๐(๐, y)) is a semialgebraic Whitney field of order ๐ on ฮ๐ satisfying (1).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 17 / 20
exp ฮฆ2
exp ฮฆ1
supp ๐๐
๐ฉ (๐ ๐(๐))
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Construction of ๐บ on ฮ๐
For ๐ โ ๐ต and ๐ก โฅ ๐, by assumption there exists ๐๐ โ โ[y]๐ such that
๐ ๐ก๐๐(x) โก ๐ ๐ก
๐๐ด(x) ๐๐(๐ ๐ก๐๐(x)) mod (x)๐ก+1โJxK๐, โ๐ โ ๐โ1(๐).
Letโs fix a stratum ฮ๐ and ๐ โ ฮ๐ .By formal division, we may write ๐๐(y) = โ ๐๐(y)ฮฆ๐(y) + ๐๐(๐, y) where the ฮฆ๐ are as above for โ๐(๐).Note that the remainder ๐๐(๐, y) โ โ[y]๐ satisfies
๐๐(y) โ ๐๐(๐, y) โ โ๐(๐) and supp ๐๐(๐, y) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐ .
Lemma๐บ๐(๐, y) โ ๐๐ (๐๐(๐, y)) is a semialgebraic Whitney field of order ๐ on ฮ๐ satisfying (1).
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 17 / 20
exp ฮฆ2
exp ฮฆ1
supp ๐๐
๐ฉ (๐ ๐(๐))
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
๐บ is a Whitney field of order ๐ on ฮ๐To simplify the situation, we omit ๐.Thanks to Borelโs lemma with parameter, it is enough to check that ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) = ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y).
Applying ๐ท๐,๐ฃ โ ๐ทy,๐ฃ to๐ ๐
๐ ๐(y) โก ๐ ๐๐ ๐ด(y) ๐๐ (๐, y) mod (y)๐+1โJyK๐
we get0 โก ๐ ๐
๐ ๐ด(y) (๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y)) mod (y)๐+1โJyK๐
therefore๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y) โ โ๐โ1(๐)hence, by Chevalleyโs function,
๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) โ ๐๐โ1(โ๐โ1(๐)) = ๐๐โ1(โ๐(๐))
butsupp (๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y)) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐
consequently, ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) = 0. โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 18 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
๐บ is a Whitney field of order ๐ on ฮ๐To simplify the situation, we omit ๐.Thanks to Borelโs lemma with parameter, it is enough to check that ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) = ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y).
Applying ๐ท๐,๐ฃ โ ๐ทy,๐ฃ to๐ ๐
๐ ๐(y) โก ๐ ๐๐ ๐ด(y) ๐๐ (๐, y) mod (y)๐+1โJyK๐
we get0 โก ๐ ๐
๐ ๐ด(y) (๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y)) mod (y)๐+1โJyK๐
therefore๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y) โ โ๐โ1(๐)hence, by Chevalleyโs function,
๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) โ ๐๐โ1(โ๐โ1(๐)) = ๐๐โ1(โ๐(๐))
butsupp (๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y)) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐
consequently, ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) = 0. โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 18 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
๐บ is a Whitney field of order ๐ on ฮ๐To simplify the situation, we omit ๐.Thanks to Borelโs lemma with parameter, it is enough to check that ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) = ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y).
Applying ๐ท๐,๐ฃ โ ๐ทy,๐ฃ to๐ ๐
๐ ๐(y) โก ๐ ๐๐ ๐ด(y) ๐๐ (๐, y) mod (y)๐+1โJyK๐
we get0 โก ๐ ๐
๐ ๐ด(y) (๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y)) mod (y)๐+1โJyK๐
therefore๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y) โ โ๐โ1(๐)
hence, by Chevalleyโs function,๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) โ ๐๐โ1(โ๐โ1(๐)) = ๐๐โ1(โ๐(๐))but
supp (๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y)) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐
consequently, ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) = 0. โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 18 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
๐บ is a Whitney field of order ๐ on ฮ๐To simplify the situation, we omit ๐.Thanks to Borelโs lemma with parameter, it is enough to check that ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) = ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y).
Applying ๐ท๐,๐ฃ โ ๐ทy,๐ฃ to๐ ๐
๐ ๐(y) โก ๐ ๐๐ ๐ด(y) ๐๐ (๐, y) mod (y)๐+1โJyK๐
we get0 โก ๐ ๐
๐ ๐ด(y) (๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y)) mod (y)๐+1โJyK๐
therefore๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y) โ โ๐โ1(๐)hence, by Chevalleyโs function,
๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) โ ๐๐โ1(โ๐โ1(๐)) = ๐๐โ1(โ๐(๐))
butsupp (๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y)) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐
consequently, ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) = 0. โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 18 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
๐บ is a Whitney field of order ๐ on ฮ๐To simplify the situation, we omit ๐.Thanks to Borelโs lemma with parameter, it is enough to check that ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) = ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y).
Applying ๐ท๐,๐ฃ โ ๐ทy,๐ฃ to๐ ๐
๐ ๐(y) โก ๐ ๐๐ ๐ด(y) ๐๐ (๐, y) mod (y)๐+1โJyK๐
we get0 โก ๐ ๐
๐ ๐ด(y) (๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y)) mod (y)๐+1โJyK๐
therefore๐ท๐,๐ฃ๐ ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐๐ (๐, y) โ โ๐โ1(๐)hence, by Chevalleyโs function,
๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) โ ๐๐โ1(โ๐โ1(๐)) = ๐๐โ1(โ๐(๐))
butsupp (๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1
๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y)) โ ๐ฉ (โ๐(๐))๐
consequently, ๐ท๐,๐ฃ๐บ๐โ1๐ (๐, y) โ ๐ทy,๐ฃ๐บ๐(๐, y) = 0. โ
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 18 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Gluing between strata
C - gluing between strata: the ลojasiewicz inequalityFix a stratum ฮ๐ . There exists ๐ โ โ such that if ๐ก โฅ ๐ + ๐ then lim
๐โฮ๐ โงตฮ๐๐บ๐(๐, y) = 0.
The constant term of the equation is flat on ๐ตโฒ hence on ฮ๐ โงต ฮ๐ โ ๐ตโฒ.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 19 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Summary
We constructed ๐บ(๐, y) = โ|๐ผ|โค๐
๐๐ผ (๐)๐ผ! y๐ผ a semialgebraic Whitney field of order ๐ on ๐ต such that
โ๐ โ ๐ต, โ๐ โ ๐โ1(๐), ๐ ๐๐ ๐(x) โก ๐ ๐
๐ ๐ด(x) ๐บ(๐, ๐ ๐๐ ๐(x)) mod (x)๐+1โJxK๐
Hence we obtain ๐ โถ โ๐ โ โ๐ semialgebraic and ๐๐ such that ๐ โ ๐ด โ (๐ โ ๐) is ๐-flat on ๐โ1(๐ต).
Loss of differentiabilityFor ๐ โ โ, we set ๐ โฅ ๐๐, then ๐ โฅ ๐(๐) and finally ๐ก(๐) โ ๐ก โฅ ๐ + ๐ whereA. ๐ is an upper bound of Whitneyโs loss of differentiability (induction step).B. ๐ โถ โ โ โ is an upper bound of the Chevalley functions on the various strata.C. ๐ is an upper bound of ลojasiewiczโs loss of differentiability on each stratum.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 20 / 20
Semialgebraic geometry The problems The results The proof
Summary
We constructed ๐บ(๐, y) = โ|๐ผ|โค๐
๐๐ผ (๐)๐ผ! y๐ผ a semialgebraic Whitney field of order ๐ on ๐ต such that
โ๐ โ ๐ต, โ๐ โ ๐โ1(๐), ๐ ๐๐ ๐(x) โก ๐ ๐
๐ ๐ด(x) ๐บ(๐, ๐ ๐๐ ๐(x)) mod (x)๐+1โJxK๐
Hence we obtain ๐ โถ โ๐ โ โ๐ semialgebraic and ๐๐ such that ๐ โ ๐ด โ (๐ โ ๐) is ๐-flat on ๐โ1(๐ต).
Loss of differentiabilityFor ๐ โ โ, we set ๐ โฅ ๐๐, then ๐ โฅ ๐(๐) and finally ๐ก(๐) โ ๐ก โฅ ๐ + ๐ whereA. ๐ is an upper bound of Whitneyโs loss of differentiability (induction step).B. ๐ โถ โ โ โ is an upper bound of the Chevalley functions on the various strata.C. ๐ is an upper bound of ลojasiewiczโs loss of differentiability on each stratum.
J.-B. Campesato (joint work with E. Bierstone and P.D. Milman) ๐๐ solutions of semialgebraic equations 20 / 20
top related