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......@@ -1771,6 +1771,40 @@ Les coordonnées $(x,y)$ où $\vec \nabla f=\vec 0$ sont données par
On a donc deux points $(x,y_{-})=(0,-1)$ et $(x,y_{+})=1$ qui satisfont $\vec\nabla f=0$.
Essayons de connaître la nature de ces points. Sont-il des maxima, minima, ou des point-selle?
Sur la @fig:cubic_multi, on voit que le point $(0, -1)$ est un point selle, et le point
$(0,1)$ est un minimum. Nous allons à présent essayer de voir ce que cela veut dire mathématiquement
sans avoir besoin de regarder le graphe de cette fonction.
Inspirés par ce que nous savons des points critiques en une dimensions, nous allons étudier
les deuxièmes dérivées
\begin{align}
\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}&=2,\\
\frac{\partial^2 f}{\partial x\partial y}&=0,\\
\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}&=24y.
\end{align}
En substituant les valeur $(0, -1)$ et $(0, 1)$ dans les deuxièmes dérivées,
on obtient
\begin{align}
&\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}(0,1)=\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}(0,-1)=2,\\
&\frac{\partial^2 f}{\partial x\partial y}(0,1)=\frac{\partial^2 f}{\partial x\partial y}(0,-1)=0,\\
&\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}(0,1)=24,\quad\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}(0,-1)=-24.
\end{align}
On voit ici, que pour les deux points $\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}>0$, on a donc que
dans la direction $x$ ces deux points sont des minimas. Mais cela ne suffit pas pour en faire
des minimas locaux. Il faut également étudier ce qui se passe dans la direction $y$. Dans ce
cas précis, on a qu'en $(0,1)$ nous avons une valeur positive (c'est donc un minimum) et en
$(0,-1)$ la valeur est négative (c'est donc un maximum).
Pour récapituler:
- En $(0,1)$ c'est un minimum pour $x$ et un minimum pour $y$. Et donc c'est un minimum local.
- En $(0,-1)$ c'est un minimum pour $x$ et un maximum pour $y$. Et donc c'est un point-selle.
Globalement, pour avoir un min/max, il faut que les deuxièmes dérivées dans chacune des
directions donnent la même interprétation pour pouvoir conclure à un minimum/maximum. Sinon
c'est un point-selle.
### La descente de gradient
......
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