The seminar of the team Géométrie is under the responsibility of Georges Comte.
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Year 2013

Thursday 19th December 2013 at 15h30 Aurélien Greuet (Université de Lille),
Optimisation polynomiale et variétés polaires : théorie, algorithmes et implantations

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Le calcul de l'infimum global $f^star$ d'un polynôme à $n$ variables sous contraintes est une question centrale qui apparaît dans de nombreux domaines des sciences de l'ingénieur. Pour certaines applications, il est important d'obtenir des résultats fiables. De nombreuses techniques ont été développées dans le cas où les contraintes sont données par des inéquations polynomiales. Dans cet exposé, on se concentre sur le problème d'optimisation d'un polynôme à $n$ variables sous des contraintes définies par des équations polynomiales à $n$ variables. Le but est d'obtenir des outils, algorithmes et implémentations efficaces et fiables pour résoudre ces problèmes d'optimisation. La stratégie est de ramener le problème d'optimisation sous des contraintes qui définissent des ensembles algébriques de dimension quelconque à un problème équivalent, sous des nouvelles contraintes dont on maîtrise la dimension. La variété algébrique définie par ces nouvelles contraintes est l'union du lieu critique du polynôme objectif et d'un ensemble algébrique de dimension au plus $1$. Pour cela, on utilise des objets géométriques définis comme lieux critiques de projections linéaires. Grâce au bon contrôle de la dimension, on prouve l'existence de certificats pour des bornes inférieures sur $f^star$ sur nos nouvelles variétés. Ces certificats sont donnés par des sommes de carrés et on ne suppose pas que $f^star$ est atteint. De même, on utilise les propriétés de nos objets géométriques pour concevoir un algorithme exact pour le calcul de $f^star$. S'il existe, l'algorithme renvoie aussi un minimiseur. Pour un problème avec $s$ contraintes et des polynômes de degrés au plus $D$, la complexité est essentiellement cubique en $(sD)^n$ et linéaire en la complexité d'évaluation des entrées. L'implantation, disponible sous forme de bibliothèque Maple, reflète cette complexité. Elle a permis de résoudre des problèmes inatteignables par les autres algorithmes exacts.

Friday 13th December 2013 at 10h J. Valles (Université de Pau),
La combinatoire détermine-t-elle la liberté d'un arrangement de droites ?

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Un ensemble fini de sous espaces affines de codimension un d'un espace vectoriel donné est un arrangement d'hyperplans. L'étude des arrangements est un sujet très classique, au carrefour de nombreux domaines des mathématiques comme la combinatoire, la topologie ou la géométrie algébrique. Voici une liste non exhaustive de questions très élémentaires qui sont à l'origine du sujet et qui motivent les travaux le concernant : - ``En combien de régions n droites peuvent diviser le plan ?'' (Roberts 1889, Arnol'd) - Quelles configurations droites/points sont réalisables ? - Combien de pentes sont définies par n points distincts ? (Ungar) - Le problème de Sylvester-Gallai (montrer qu'un ensemble fini de points plans ne possédant pas de bisécante stricte est aligné), - Est-ce qu'un arrangement est déterminé par sa combinatoire ? Je parlerai de la conjecture de Terao (1981 ou 1991) qui concerne plus particulièrement le dernier point (les autres points seront eux aussi abordés). Avec Daniele Faenzi (Univ. Pau) nous avons démontré cette conjecture sur le plan projectif réel ou complexe avec une hypothèse supplémentaire sur les points multiples de l'arrangement. Je présenterai les grandes lignes de notre preuve et surtout de notre approche, radicalement nouvelle par rapport aux approches classiques.

Friday 6th December 2013 at 10h Krzysztof Kurdyka (LAMA),
Convexification des polynômes positifs et approximation par des sommes des carres

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For a positive polynomial $fin mathbb{R}[x_1,ldots,x_n]$ we give necessary and sufficient conditions to existence of an exponent $Ninmathbb{N}$ such that $(1+|x|^2)^Nf(x)$ is a convex function, where $|x|^2={x_1^2+cdots+x_n^2}$. Next we show that if $finmathbb{R}[x_1,ldots,x_n]$ is strictly positive on a closed convex basic semialgebraic set $X={xinmathbb{R}^n:g_1(x)ge 0,ldots,g_r (x)ge 0}$, where $g_1,ldots,g_rinmathbb{R}[x_1,ldots,x_n]$ are concave polynomials, then $f$ can be approximated (in the $l_1$ norm) by polynomials of the quadratic module $Q(g_1,ldots,g_r)$. In the case $X=mathbb{R}^n$ the approximation is uniform on compact sets. Joint work with S. Spodzieja.

Friday 29th November 2013 at 10h Erwan Brugallé (École polytechnique),
Invariants de Welschinger des surfaces algébriques réelles rationnelles

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Les invariants de Welschinger sont un analogue réel des invariants de Gromov-Witten, et fournissent des bornes inferieures non triviales en géométrie énumérative réelle. Je rappelerai leur définition, puis expliquerai comment les calculer dans le cas des surfaces algebriques réelles rationnelles. Les méthodes principalement utilisées sont la théorie symplectique des champs, pour découper la variété ambiante en morceaux, et une version réelle des équations WDVV établie par Jake Solomon. Cet exposé porte sur deux travaux, l'un en collaboration avec Nicolas Puignau, l'autre en collaboration avec Jake Solomon.

Friday 22nd November 2013 at 10h Christophe Raffalli (LAMA),
Distance au discriminant réel et hypersurfaces extrémales

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Le discriminant réel est l'ensemble des polynômes homogènes à coefficients réels et pourvus d'au moins une singularité réelle. La norme de Bombieri permet de donner une formule explicite pour la distance au discriminant dont l'étude permet d'obtenir des résultats intéressants en particulier sur les hypersurfaces extrémales (maximum locaux pour la somme des nombres de betti). On définira par exemple la bande critique (la bande la plus large définie par { x in |R^n | ||x|| = 1 et |P(x)| < m} et ne contenant aucun point critique de P) et on montrera que cette bande a une largeur bornée par Pi/sqrt(d) où d est le degré de P lorsque le niveau 0 de P est extrémal. On en déduira une borne (pas très bonne) pour la plus petite valeur critique de P. On regardera le cas particulier de la dimension 0 (polynome homogène à deux variables) où l'on peut trouver une borne optimale de la plus petite valeur critique pour les polynomes de degré d à d racines.

Friday 25th October 2013 at 10h Olivier Legal (LAMA),
Réalisation de courbes formelles invariantes

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Suite de l'exposé précédent

Friday 18th October 2013 at 10h Olivier Le Gal (LAMA),
Réalisation de courbes formelles invariantes

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Si X est un champ de vecteur analytique de R^{n+1} au voisinage de 0 et admettant une série formelle invariante S(x)=(x,S_1(x),...,S_n(x)), on montre qu'il existe une courbe s:(0,epsilon)-> R^{n+1}, invariante pour X et admettant S comme développement asymptotique à l'origine. Il s'agit d'un travail commun avec T. Cano et F. Sanz.

Friday 11th October 2013 at 10h Tiep Si Dinh (Hanoi University),
L'inégalité de Lojasiewicz sur des domaines non-compacts et applications (suite)

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(Exposé en deux parties : 04/10 et 11/10.) Dans ces exposés, on étudie l'existence de certains types de l'inégalité de Lojasiewicz sur des domaines non-compacts et de l'inégalité de Lojasiewicz globale pour les applications polynomiales de plusieurs variables. Partie II: on montre que si une application polynomiale est non-dégénérée au sens Mikhailov-Gindikin, l'inégalité de Lojasiewicz globale existe et les exposants peuvent être calculés.

Friday 4th October 2013 at 10h Tiep Si Dinh (Hanoi University),
L'inégalité de Lojasiewicz sur des domaines non-compacts et applications

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(Exposé en deux parties : 04/10 et 11/10.) Dans ces exposés, on étudie l'existence de certains types de l'inégalité de Lojasiewicz sur des domaines non-compacts et de l'inégalité de Lojasiewicz globale pour les applications polynomiales de plusieurs variables. Partie I: on montre que sous certaines conditions de non-dégénérescence au sens de Khovanskii, l'inégalité de Lojasiewicz globale existe.

Friday 27th September 2013 at 10h15 G. Comte et K. Kurdyka (LAMA),
Pas de séminaire : École d'été à Chambéry ``Metric and variational structures in singular varieties``

Thursday 27th June 2013 at 14h Z. Jelonek (Polish Academy of Sciences, Warsaw),
Exotic algebraic structures on Stein spaces

Thursday 13th June 2013 at 14h Marie-Francoise Roy (IRMAR Université de Rennes 1),
Bornes élémentairement récursives pour le 17 ème problème de Hilbert

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Le 17 ème problème de Hilbert (1900) est le suivant: est ce qu'un polynôme positif en plusieurs variables est une somme de carrés de fractions rationnelles ? La réponse positive d'Artin (1927) est basée sur le lemme de Zorn: tout corps réel (où -1 n'est pas une somme de carrés) peut être ordonné. Artin note déjà qu'une construction effective de la somme de carrés serait souhaitable mais semble difficile. La difficulté vient des dénominateurs: quelles sont les bornes sur leurs degrés ? Un travail de Kreisel (1957) donne des bornes primitive récursives, mais pas élémentairement récursives (i.e. majorés par une tour finie d'exponentielles) Notre travail (en progrès) donne une tour de cinq exponentielles dans le nombre des variables et le degré du polynôme. (Travail en commun avec Henri Lombardi et Daniel Perrucci.)

Friday 7th June 2013 at 10h Patrick Speissegger (Université de McMaster),
Domaines d'extension complexe des fonctions définissables dans R_{an,exp}.

Friday 17th May 2013 at 10h J. Maurice Rojas (Texas A&M University),
Bounds for Polyhedral Approximations of Amoebae

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Given any complex Laurent polynomial f we give an efficiently constructible polyhedral approximation of the amoeba of f, i.e., the image of the complex zero set of f under the log absolute value map. We call our polyhedral approximation the Archimedean tropical variety. Our main result is an explicit upper bound (as a function of the sparsity of f) for the Hausdorff distance between these two sets. We thus obtain an Archimedean analogue of Kapranov's Non-Archimedean Amoeba Theorem, and a higher-dimensional extension of earlier estimates of Mikhalkin and Ostrowski. As applications, we obtain efficient approximations for the possible norms of complex roots of polynomial systems, and an alternative, arguably more geometric proof of a formula of Khovanski relating lattice points in polygons and curve genus.

Friday 3rd May 2013 at 11h Andrzej Lenarcik (Kielce University of Technology, Poland),
On the Lojasiewicz exponent, special direction and the maximal polar quotient

Friday 3rd May 2013 at 10h Mateusz Masternak (Kielce University of Technology, Poland),
Pencils of plane curves and the Newton polygon

Friday 12th April 2013 at 10h15 Alexandre Girouard (LAMA),
La géométrie du spectre de Steklov

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La géométrie spectrale est une branche des mathématiques relativement jeune, et qui se développe très rapidement. Son âge d'or s'est amorcé, entre autre, sous l'influence de Marc Kac qui, en 1966, formula la célèbre question: ``Can one hear the shape of a drum?''. La géométrie spectrale étudie les liens entre la géométrie d'un espace et les valeurs propres d'un opérateur (Laplacien, Dirac, de Schrödinger, etc) agissant sur les fonctions de cet espace. Dans cet exposé, je me concentrerai sur le spectre de l'opérateur de Dirichlet-Neumann. Cet opérateur agit sur les fonctions du bord d'une variété Riemannienne. Son spectre est connu sous le nom de spectre de Steklov de la variété. Je m'attarderai principalement aux aspects isopérimétriques. Les résultats que je présenterai ont été obtenus en collaboration avec Iosif Polterovich, ainsi qu'avec Bruno Colbois et Ahmad El Soufi. Plusieurs de ces résultats semblent indiquer que le spectre de l'opérateur Dirichlet-Neumann est lié à la géométrie sous-jacente de manière similaire au spectre de l'opérateur de Laplace-Beltrami, mais nous verrons qu'il existe des exemples où ces liens sont tout à fait différents, et peut-être même surprenants.

Thursday 11th April 2013 at 14h Goulwen Fichou (Université de Rennes 1),
Fibre de Milnor réelle et séries de Puiseux

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En géométrie algébrique complexe, les relations entre les fibres de Milnor et les espaces d'arcs d'une fonction polynomiale sont riches, illustrées notamment par les travaux sur les fonctions zêtas motiviques de Denef & Loeser, Nicaise & Sebag et plus récemment Hrushovski & Loeser. Dans le cadre réel, l'absence de monodromie complique la compréhension et rend mystérieuses ces relations. Dans l'exposé, on considère un objet (faiblement o-minimal) composé de séries de Puiseux réelles qui pourrait créer un pont entre ces aspects topologiques et algébriques. On montre en particulier que l'objet en question rend compte de l'homologie de la fibre de Milnor réelle.

Friday 5th April 2013 at 10h15 Damien Gayet (Université de Lyon 1),
Une minoration du nombre moyen de composantes d'une hypersurface algébrique réelle aléatoire

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J'expliquerai que dans R^n, le nombre moyen de composantes connexes d'une hypersurface algébrique réelle aléatoire de degr'e d est plus grand que exp(-70 exp(n)) sqrt d^n, pour d assez grand. La démonstration repose sur la résolution du dbar avec estimées L^2 de Hörmander, et c'est un travail en commun avec Jean-Yves Welschinger.

Friday 29th March 2013 at 10h15 Guillaume Rond (Institut de Mathématiques de Luminy),
Racines des polynômes à coefficients séries formelles dont le discriminant est quasi-homogène

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Le théorème d'Abhyankar-Jung affirme que les racines d'un polynôme à coefficients des séries formelles sur un corps de caractéristique nulle et dont le discriminant est un monôme multiplié par une unité sont des séries de Puiseux en plusieurs variables. Nous présenterons une généralisation de ce résultat pour les polynômes dont le discriminant est un polynôme quasi-homogène multiplié par unité. Nous rappellerons la construction de Newton-Puiseux pour la construction des racines d'un polynômes à coefficients dans le corps des racines en une variable.

Friday 22nd March 2013 at 10h15 Antoine Ducros (Jussieu),
Formes différentielles réelles et courants sur les espaces de Berkovich.

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Je vais présenter un travail en commun avec A. Chambert-Loir dans lequel nous développons, dans le cadre analytique p-adique, et plus précisément dans celui des espaces de Berkovich, un formalisme de type 'formes et courants' ressemblant à celui qui existe en géométrie complexe : nous définissons des formes de type (p,q), l'intégrale d'une forme de type (n,n) et l'intégrale de bord d'une forme de type (n-1,n) (où n est la dimension de l'espace ambiant) ; nous prouvons l'analogue de la formule de Stokes et de la formule de Poincaré-Lelong.... Nous utilisons de manière absolument cruciale une théorie des formes de type (p,q) sur R^n (que nous rapatrions ensuite dans le monde Berkovich) qui a été mise au point par Lagerberg avec des motivations tropicales ; je consacrerai une première partie de l'exposé à expliquer sa construction.

Thursday 21st March 2013 at 14h Michel Raibaut (LAMA),
Analytification et tropicalisation d'après Payne

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Le but de l'exposé est de faire une introduction élémentaire à l'exposé d'Antoine Ducros. Ainsi, guidé par un joli résultat de Sam Payne, nous commencerons tout d'abord par faire des rappels sur la géométrie et la topologie ultramétrique, puis nous introduirons les espaces de Berkovich et expliquerons ses liens avec la géométrie tropicale.

Friday 15th March 2013 at 10h15 Fabien Priziac (Université de Bretagne Occidentale),
Filtration par le poids pour les variétés algébriques réelles et action de groupe

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En 1974, P. Deligne établit l'existence d'une filtration par le poids sur la cohomologie rationnelle des variétés algébriques complexes. Un analogue de cette filtration pour les variétés algébriques réelles a été introduit par Totaro en 2002. Dans un article publié en 2011, C.McCrory et A. Parusinski en enrichissent la compréhension, notamment en la réalisant par un certain complexe de chaînes filtré, possédant des propriétés que l'on peut lire sur la suite spectrale induite. Considérons maintenant des variétés algébriques réelles munies d'une action algébrique de groupe. La fonctorialité du complexe de poids nous permet de le munir d'une action induite. Ce complexe filtré de poids avec action est la première pierre d'une filtration par le poids équivariante pour les variétés algébriques réelles avec action. On établira différentes propriétés de ces objets équivariants, notamment dans le cas du groupe à deux éléments. On verra ainsi qu'un résultat de ``découpage'' sur les variétés Nash implique un analogue de la suite exacte courte de Smith tenant compte de la filtration, que l'on peut utiliser pour extraire d'une certaine suite spectrale des invariants additifs sur les variétés algébriques réelles munies d'une involution algébrique.

Friday 8th March 2013 at 08h30 Krsysztof Kurdyka (LAMA),
Suite de Nuij des polynomes hyperboliques

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Attention : horaire inhabituel !

Friday 8th February 2013 at 10h15 Massimo Ferrarotti (Université de Pise),
Local approximation of semianalytic and subanalytic sets

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Two subanalytic subsets of R^n are called s-equivalent at a common point P if the Hausdorff distance between their intersections with the sphere centered at P of radius r vanishes to order > s when r tends to 0. We proved that every s-equivalence class of a closed semianalytic set contains a semialgebraic representative of the same dimension. Results on approximation of subanalytic sets under suitable assumptions were obtained as well. (joint work with E.Fortuna, L.Wilson).

Friday 1st February 2013 at 10h15 Frédéric Bihan (LAMA),
Volume mixte discret et systèmes polynomiaux tropicaux

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On définit une fonction qui à tout r-uplet de parties finies de Z^n associe un nombre entier positif ou nul. Cette fonction partage de nombreuses propriétés avec le volume mixte classique donnant une borne sur le nombre de solutions complexes de systèmes polynomiaux de polytopes de Newton donnés. On montre que notre volume mixte discrêt donne quant à lui une borne fine sur le nombre de solutions positives de systèmes polynomiaux tropicaux de supports donnés.

Friday 18th January 2013 at 10h15 Fernando Sanz Sanchez (Universidad de Valladolid),
Solutions non oscillantes et géométrie modérée

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Dans cet exposé, nous proposerons d'abord un bilan des résultats connus sur les solutions non oscillantes de champs de vecteurs analytiques réels (i.e. des systèmes d'équations différentielles du 1er ordre) en lien avec la géométrie modérée (propriétés de finitude, structures o-minimales, corps de Hardy). Dans la deuxième partie, nous esquisserons deux résultats récents dans ce contexte: l'un en collaboration avec O. LeGal et P. Speissegger sur la dichotomie o-minimal/enlacement pour des systèmes d'équations différentielles linéaires; l'autre en collaboration avec O. LeGal et M. Matusinski sur la possibilité de trouver, pour des systèmes non-linéaires, des extensions du corps de Hardy des coefficients contenant certaines solutions.

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