Chapitre 11 : Fonctions convexes
1 D ́efinitions et premi`eres propri ́et ́es D ́efinition 1 Soient I un intervalle de R et f : I → R une application On dit que f est convexe si et seulement si pour tous points a b ∈ I et pour tout r ́eel t ∈ [0 1] on a : f t a + (1 − t) b 6 t f(a) + (1 − t) f(b) |
Chapitre1 : Fonctions convexes
(On voit ici qu’il ne s’agit de rien d’autre que du théorème de Thalès : x´a b´a = 1´a1 b1´a1) II Fonctions convexes A) Définition Définition : Soit f: I Ñ R On dit que f est convexe (sur I) lorsque : (1) Pour tous a b de I pour tous αβ de R+ tels que α +β = 1 : f(αa+βb) ď αf(a)+βf(b) (1 5) Notons que vu les |
CONVEXITÉ DUNE FONCTION
Fonction convexe : Fonction concave : Étude de la convexité : graphiquement : lien ou : ou par le calcul : lien ou : 3°) Point d'inflexion : Définition : Soient f une fonction définie et deux fois dérivable sur un intervalle I et cf sa courbe représentative sur I Soient A (a ; f (a)) un point de cf et ta sa tangente en A |
Cours spé maths terminale
2 Voici un exemple de fonction concave : la fonction racine carrée Remarque Il n’est pas difficile de montrer que x → e−x est une fonction convexe et que la fonction x → lnx est une fonction concave La fonction x → x est également une fonction convexe Les fonctions affines sontàlafois convexes et concaves |
Fonctions convexes 1 Dimension 1
Une fonction fest dite (strictement) concave si fest (strictement) convexe –Le nombre x+ (1 )y 2[0;1] est une combinaison convexe de xet y c’est-à-dire un barycentre à coefficients positifs (voir Exercice 1) – Interprétation géométrique : Soit C f la courbe représentative de fdans le repère orthonormé usuel de R2 |
1. Débutons par deux fonctions convexes : la fonction carré et la fonction exponentielle 2. Voici un exemple de fonction concave : la fonction racine carrée Remarque. Il n’est pas difficile de montrer que x e−x est une fonction convexe et que la fonction x est une fonction concave. La fonction x → |x| est également → une fonction convexe.
Par exemple, en cas de croissance, une fonction convexe croît « de plus en plus »(comme la fonction exponentielle) alors qu’une fonction concave croît de « moins en moins »(comme la fonction logarithme ou racine carré). Voyons un exemple d’application. Exemple 11.4.2.
Enfin, sifest strictement convexe, ce minimum est atteint en un unique point. Sifest différentiable en un pointx0 2Cet que ce point est un point critique def(i.e. tel queDf(x0) = 0), alorsx0est un minimiseur (local et donc global) def. Attention :Ce théorème ne dit pas qu’une fonction convexe admet nécessairement un minimiseur !
En général, on ajoute une condition ditede coerci-vitédu typelimkxk!1f(x) = +1. Par exemple, les fonctions affines non constantes sont convexes mais ne sont pas minorées (et a fortiori n’ad-mettent pas de minimiseur !) quand à la fonctionx2R7!ex, elle est strictement convexe sur R, minorée, maisn’admet pas de minimiseur. Soitx2C.
Fonctions convexes 1 Dimension 1
Une fonction f est dite (strictement) concave si ?f est (strictement) convexe. – Le nombre ?x + (1 ? ?)y ? ? [0 |
Optimisation linéaire & convexité
Puisqu'il n'y a qu'un nombre fini de bases réalisables (au plus Cm Notons que la fonction objectif de ce dernier problème n'a aucun lien avec la. |
Analyse Convexe Cours M1 (4MA057)
13 janv. 2020 Table des matières. 1 Convexes fonctions convexes. 1. 1.1 Ensembles convexes dans un espace vectoriel |
COURS OPTIMISATION Cours en Master M1 SITN Ionel Sorin
2.2.2 Exemples des fonctions convexes strictement convexes et fortement convexes . On supposera dans ce cours qu'il y a un nombre finit noté n ? IN. |
1 Points extrêmaux
Exercice : montrez que dans un convexe K un point x ? K est extrêmal si et seulement valables pour tout q ? ?(B) |
Polyèdres convexes dans les espaces vectoriels topologiques
COROLLAIRE 4 . - Pour qu'un ensemble fermé do R soit une pyramide convexe il faut et il suffit que ce soit l'intersection d'un nombre fini do demi-espaces. |
5.15. Théorème Dérivée et monotonie.
Si la fonction dérivée f/ est strictement positive sur I (sauf en un nombre fini de points) alors f est strictement croissante sur I. En particulier :. |
Programmation linéaire et Optimisation
du probl`eme du fabricant et que le prix minimal que puisse proposer le solution optimale en un nombre fini d'étapes si la fonction objectif est ... |
Géométrie des nombres
est un cône convexe limité par des hyperplans. On peut démontrer qu'il n'a effectivement qu'un nombre fini de faces à partir de l'inégalité (3) généralisée. |
Analyse Convexe Cours M1 (4M057)
convexe avec xi ? A telle que la longueur k est minimal; alors ti > 0 pour (yn)n?N est dans conv(K) il y a seulement un nombre fini de coordonnées yn. |
FONCTIONS CONVEXES - Université de Sherbrooke
Une fonction est convexe si et seulement si son épigraphe est convexe Par contre s’il est vrai qu’une fonction convexe possède des sections convexes (par convention l’ensemble vide est convexe) il existe des fonctions non convexes dont toutes les sections sont convexes |
Fonction convexe — Wikipédia
fonction convexes définies sur un nombre fini de points 1 - Considérons m «4-2) points ordonnés (1) x |
Fonctions convexes 1 Dimension 1 - univ-toulousefr
Une fonction fest dite (strictement) concave si fest (strictement) convexe –Le nombre x+ (1 )y 2[0;1] est une combinaison convexe de xet y c’est-à-dire un barycentre à coef?cients positifs (voir Exercice 1) – Interprétation géométrique : Soit C f la courbe représentative de fdans le repère orthonormé usuel de R2 |
Feuille d'exercices n 2 Convexité - sorbonne-universitefr
(d) outT demi-espace d'un espace de Hilbert est convexe (e) Une somme de fonctions convexes est convexe (f) outeT combinaison linéaire de fonctions convexes est convexe (g) La composée de deux fonctions convexe est convexe (h) outeT norme est convexe (i) Le carré de toute norme est convexe Exercice 2 Cas di érentiable Soit n2N et 0 |
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Dans cette section nous allons d ecrire les m ethodes les plus classiques n’utilisant que le gradient de la fonction f pour approcher les solutions du probl eme suivant : min u2X f(x): (18) 2 3 1 Descente de gradient a pas xe La m ethode du gradient a pas xe est extr emement simple a d ecrire |
ou si vu d'en dessous, le graphe de la fonction est en bosse. En précisant au moyen des valeurs de la fonction ce que sont les points et ci-dessus, on obtient une définition équivalente souvent donnée de la convexité d'une fonction : une fonction définie sur un intervalle réel est convexe lorsque, pour tous et de et tout dans on a :
Nous allons étudier maintenant quelques propriétés des fonctions convexes. Une application est convexe sur si et seulement si pour tous points et de sa courbe représentative, l’arc est en-dessous de la corde . Il n’y a pas vraiment de démonstration à faire ici.
On a la caractérisation fondamentale suivante : Une fonction est convexe si et seulement si son épigraphe est convexe. Par contre, s’il est vrai qu’une fonction convexe possède des sections convexes (par convention, l’ensemble vide est convexe), il existe des fonctions non convexes dont toutes les sections sont convexes.
Soit f: I ? R une fonction continue convexe et strictement croissante. Étudier la convexité de f ? 1: f(I) ? I. Exercice 19 - Une fonction convexe est toujours continue [Signaler une erreur] [Ajouter à ma feuille d'exos] Soit I un intervalle ouvert de R et f: I ? R convexe.
229 Fonctions monotones fonctions convexe Exemples et |
33 - FONCTIONS CONTINUES PRESQUE PARTOUT - Daniel Saada |
TD 5 Zéros de fonctions holomorphes - univ-toulousefr |
Théorème des valeurs intermédiaires théorème de la bijection |
Fonctions convexes
3) Soit f une fonction convexe sur l'intervalle I et a, b, c trois éléments de cet intervalle vérifiant a |
Fonctions convexes - Inria
tersection d'un nombre fini de demi-espaces de E × R, qui sont des ensembles de la forme {(x, α) ∈ E × R normé, f : E → R une fonction convexe et x ∈ E un point tel que f(x) soit fini Cette dernière a un minimum yx = 0 unique en y quel |
Optimisation des fonctions convexes
b) si I est fini et si (λi)i∈I est une famille de réels positifs, alors ∑ i∈I λifi est convexe 2) Si C est un convexe de IRn, si f est une fonction convexe de C sur IR et si Si x est un minimum local, alors, pour θ assez petit, on a f(x + θ(y − x)) − f (x) |
Convexité - Maths-francefr
3) Caractérisation des fonctions convexes dérivables Si f′′ > 0 sur I sauf peut-être en un nombre fini de points, alors f est strictement convexe sur I Si f′ ′ < 0 sur I sauf La fonction g admet donc un minimum en a égal à g(a) = 0 |
Fonctions convexes
Plus fondamentalement, des fonctions convexes prenant la valeur +∞ apparaissent de manière très Soit f : E → R atteignant son minimum m = minE f En inversant les rôles de x et y on finit de démontrer la borne sur la constante de On conclut en utilisant le fait qu'une fonction croissante ne peut avoir qu'un nombre |
Fonctions convexes 1 Dimension 1 - Institut de Mathématiques de
Le nombre λx + (1 − λ)y, λ ∈ [0, 1] est une combinaison convexe de x et y, c'est- à-dire un Ainsi, une fonction est convexe si et seulement si la courbe Cf est située On applique le théorème des accroissements finis entre x et λx+ (1−λ)y De plus, par hypothèse 0 est un minimum local de ϕ et donc par l'inégalité des |
Analyse convexe approfondie - Ceremade - Université Paris
En dimension finie, une fonction convexe est continue dans l'intérieur de son f : x ↦→ ex est convexe sur R Elle est minorée mais n'atteint pas son minimum Alors D est un cône engendré par un nombre fini de vecteurs (rappelons que H |
229 Fonctions monotones et fonctions convexes - Ceremade
17 déc 2009 · Soit I un intervalle de R et f : I → R une fonction f est dite croissante dénombrable dense de [0, 1] et αn une suite infinie de nombre stricte- Les lignes de niveaux d'une fonction convexe sont des ensembles 3 1 Théorème des accroissements finis dans un evn réalisant le minimum est un convexe |
Dérivabilité et convexité
nombre de dérivées usuelles 4 en a, alors f (a)=0 Démonstration : Si a est un minimum local de f, alors c'est un maximum local de −f : quitte à Graphiquement, le théorème des accroissements finis dit que la courbe représenta- tive de f sur [a, FiGURe 6 – Courbe représentative d'une fonction convexe Proposition 8 |
Proposition 33 2 Soit f une fonction convexe d´efinie sur un intervalle I La fonction f est strictement convexe si et seulement si il n’existe aucun intervalle de longueur non nulle sur lequel f co¨ıncide avec une fonction affine Preuve Supposons que la restriction de f a [x,y], x 6= y, co¨ıncide avec une fonction affine ϕ
et la fonction fnulle sur ]0;1] et qui vaut 1 en 0, on a bien une fonction convexe non continue en 0 —Une fonction convexe n’est pas nécessairement dérivable On peut penser à la fonction f(x) = jxjsur R par exemple —Si fest deux fois dérivable sur I, alors elle est convexe (resp strictement convexe) si et seulement
fonction fnulle sur ]0;1] et qui vaut 1 en 0, on a bien une fonction convexe non continue en 0 –Une fonction convexe n’est pas nécessairement dérivable On peut penser à la fonction f(x) = jxjsur R par exemple –Si fest deux fois dérivable sur I, alors elle est convexe (resp strictement convexe) si et seulement si f00 0 (resp f00>0
En revanche, une fonction convexe n’est pas n´ecessairement d´erivable, mais si elle l’est, on peut en d´eduire certaines propri´et´es Th´eor`eme 8 Soit f convexe sur [a,b] Alors f est continue sur ]a,b[ Il est a noter que la continuit´e est bien sur l’intervalle ouvert, il peut se passer des choses bizarres au bord sinon : 0 1
En général, la composition de deux fonctions convexes n’est pas convexe On a par contre le résultat suivant : Lemme 3 1 Soit f une fonction convexe sur le sous-ensemble C de IRn, et φ une fonction convexe non décroissante de f(C) dans IR Alors h = φ f est convexe sur C Démonstration : Exercice Composition par une transformation
convexe si f > 0 et logf est convexe Exemple: Γ(x) = R +∞ 0 e−ttx−1dt Une fonction log-convexe est convexe Th´eor`eme 9 L’ensemble des fonc-tions log-convexes sur I est stable par +, ×, et passage a la limite si celle-ci existe et est strictement po-sitive 5 Fonctions midconvexes D´efinition 3 Une fonction f : I → R est dite
Fonctions convexes d’une variable r eelle Applications 2 Convexit e et d erivation Proposition 2 1 Soit fune fonction convexe sur I Alors : (i) fadmet une d eriv ee a gauche et a droite en tout point aint erieur a Iet f0
− Une fonction affine est convexe sur R − La fonction :x x est convexe sur R − Une fonction continue et affine par morceaux formée de plusieurs graphes de fonctions affines de pentes de plus en plus grandes lorsque n varie de a à b (a
Une fonction convexe est trivialement mid-convexe, et il n’est pas difficile de d´emontrer qu’une fonction mid-convexe et continue est convexe Il est alors l´egitime de se demander s’il existe des fonctions mid-convexes r´eelles qui ne sont pas convexes? La r´eponse a cette question n’est pas ´evidente
n;n(R) une matrice bien choisie 2 Soient ˚: R +R une fonction convexe et croissante, et h: RnR + une fonction convexe Montrer alors que ˚ hest convexe 3 Montrer que g: x2Rn 7 q kDxk2 2 + "est convexe (On pourra consid erer la fonction t2R + 7 p t2 + ") 4 Montrer que fest 1-fortement convexe 5 Justi er que fadmet un unique
Fonctions convexes
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515 Théorème Dérivée et monotonie
Si la fonction dérivée f est strictement positive sur I (sauf en un nombre fini de points) alors f est strictement croissante sur I En particulier x I, f (x) gt x cette fonction n 'a pas de minimum (ni de maximum) global sur R Exemple Soit f une fonction dérivable sur un intervalle I, on dit que f est convexe sur |