Semi-algebraic approximation using Christoffel-Darboux kernel

Autor: Didier Henrion, Edouard Pauwels, Swann Marx, Tillmann Weisser, Jean B. Lasserre
Přispěvatelé: Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Argumentation, Décision, Raisonnement, Incertitude et Apprentissage (IRIT-ADRIA), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-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)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), 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), Atlanstic 2020, Research, Education and Innovation in Pays de la Loire, supported by the French Region Pays de la Loire and the European Regional Development Fund, ANR-19-P3IA-0004,ANITI,Artificial and Natural Intelligence Toulouse Institute(2019), ANR-11-LABX-0040,CIMI,Centre International de Mathématiques et d'Informatique (de Toulouse)(2011), European Project: 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING(2015), Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), 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)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Constructive Approximation
Constructive Approximation, 2021, 54 (3), pp.391-429. ⟨10.1007/s00365-021-09535-4⟩
Constructive Approximation, Springer Verlag, 2021, 54 (3), pp.391-429. ⟨10.1007/s00365-021-09535-4⟩
ISSN: 0176-4276
1432-0940
DOI: 10.1007/s00365-021-09535-4⟩
Popis: International audience; We provide a new method to approximate a (possibly discontinuous) function using Christoffel-Darboux kernels. Our knowledge about the unknown multivariate function is in terms of finitely many moments of the Young measure supported on the graph of the function. Such an input is available when approximating weak (or measure-valued) solution of optimal control problems, entropy solutions to non-linear hyperbolic PDEs, or using numerical integration from finitely many evaluations of the function. While most of the existing methods construct a piecewise polynomial approximation, we construct a semi-algebraic approximation whose estimation and evaluation can be performed efficiently. An appealing feature of this method is that it deals with non-smoothness implicitly so that a single scheme can be used to treat smooth or non-smooth functions without any prior knowledge. On the theoretical side, we prove pointwise convergence almost everywhere as well as convergence in the Lebesgue one norm under broad assumptions. Using more restrictive assumptions, we obtain explicit convergence rates. We illustrate our approach on various examples from control and approximation. In particular we observe empirically that our method does not suffer from the the Gibbs phenomenon when approximating discontinuous functions.
Databáze: OpenAIRE
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