📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Soit $f: U \subset \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}$.
- Dérivées partielles : $\frac{\partial f}{\partial x_i}(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a+he_i)-f(a)}{h}$.
- Gradient : $\nabla f(a) = \left( \frac{\partial f}{\partial x_1}(a), \dots, \frac{\partial f}{\partial x_n}(a) \right)$.
- Différentielle : $df_a(h) = \langle \nabla f(a), h \rangle$.
- Matrice Hessienne : $H_f(a) = \left( \frac{\partial^2 f}{\partial x_i \partial x_j}(a) \right)_{i,j}$.
Méthodes à maîtriser
- Calculer le gradient pour trouver les points critiques ($\nabla f = 0$).
- Utiliser la matrice Hessienne pour déterminer la nature d'un point critique (définie positive/négative).
- Appliquer la règle de la chaîne pour les changements de variables.
Exemples corrigés
Soit $f(x,y) = x^2 + y^2 - 2x$. $\nabla f = (2x-2, 2y)$. Point critique : $(1,0)$. $H_f = \begin{pmatrix} 2 & 0 \ 0 & 2 \end{pmatrix}$. Valeurs propres $>0$, donc minimum local.
Erreurs fréquentes
- Oublier que la différentielle est une application linéaire.
- Confondre le gradient (vecteur) avec la différentielle (forme linéaire).
- Négliger la continuité des dérivées secondes pour appliquer le théorème de Schwarz.