diff --git a/cours.md b/cours.md index 40a010368eec92a0aae48ec94dfb154267f4c2a2..6814a1e5baf120b349f911bf9ae4252d3a65bb8d 100644 --- a/cours.md +++ b/cours.md @@ -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