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A disintegration of the Christoffel function
Jean B. Lasserre1
1 LAAS-CNRS and Institute of Mathematics, BP 54200, 7 Avenue du Colonel Roche, 31031 Toulouse cédex 4, France
Comptes Rendus. Mathématique, Volume 360 (2022), pp. 1071-1079.

Nous montrons que la fonction de Christoffel (CF) se factorise en le produit de deux fonctions de Christoffel dont une est celle de la marginale et l’autre est liée à la probabilité conditionnelle. La démonstration utilise une propriété apparemment ignorée (mais intéressante en soi), qui stipule que tout polynôme qui est somme de carrés est aussi la fonction de Christoffel d’une forme linéaire (représentée par une mesure dans le cas univarié). Il en va de même pour le cône convexe des polynômes positifs sur un ensemble basique semi-algébrique. Cette interprétation de la fonction de Christoffel fournit un pont supplémentaire entre l’optimisation polynomiale et les polynômes orthogonaux.

We show that the Christoffel function (CF) factorizes (or can be disintegrated) as the product of two Christoffel functions, one associated with the marginal and the another related to the conditional distribution, in the spirit of “the CF of the disintegration is the disintegration of the CFs”. In the proof one uses an apparently overlooked property (but interesting in its own) which states that any sum-of-squares polynomial is the Christoffel function of some linear form (with a representing measure in the univariate case). The same is true for the convex cone of polynomials that are positive on a basic semi-algebraic set. This interpretation of the CF establishes another bridge between polynomials optimization and orthogonal polynomials.

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DOI : 10.5802/crmath.380
Classification : 42C05, 47B32
Jean B. Lasserre 1

1 LAAS-CNRS and Institute of Mathematics, BP 54200, 7 Avenue du Colonel Roche, 31031 Toulouse cédex 4, France
Licence : CC-BY 4.0
Droits d'auteur : Les auteurs conservent leurs droits 
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