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目前,Lean 对非线性不等式的支持相当有限。这个软件包旨在解决这个问题。它包含了一系列 Lean4 的策略,用于通过平方和(SOS)分解来证明多项式不等式,并由 Python 后端提供支持。您可以通过 Python 或 Lean 使用它。
这些策略的能力远超 `nlinarith` 和 `positivity`,即它们能够证明这些工具无法证明的不等式。理论上,它们可以用于证明以下类型的陈述:
- 证明一个多项式在全局范围内非负
- 证明一个多项式在半代数集合上非负(即由一组多项式不等式定义)
- 证明一个半代数集合为空,即证明一个多项式不等式系统是不可行的
其基础理论基于以下观察:如果一个多项式可以表示为其他多项式的平方和,那么它在任何地方都是非负的。证明此类分解存在性的定理是20世纪实代数几何的标志性成就之一,而它与21世纪半正定规划的联系使其成为一种实用的计算工具,这正是该软件在后台所做的工作。