Adloun

Lire la nature sur deux valeurs propres

Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 10 — Recherche d'extrema · Nature d'un point critique

Énoncé

En un point critique d'une fonction de classe sur , la matrice hessienne vaut . Trouver ses valeurs propres et conclure quant à la nature de .

Corrigé

Les valeurs propres. La matrice est symétrique, donc diagonalisable à valeurs propres réelles. On vérifie directement : Deux vecteurs propres non colinéaires suffisent à conclure en dimension : le spectre est .

La conclusion. Ce spectre est contenu dans : la fonction admet un minimum local en .

Deux contrôles utiles. La somme des valeurs propres vaut , ce qui est bien la somme des coefficients diagonaux de la hessienne. Et les deux vecteurs propres et sont orthogonaux, comme le théorème spectral le promet pour une matrice symétrique.

La limite du résultat. On ne peut affirmer que du local. Pour conclure au minimum global, il faudrait que le spectre de la hessienne reste positif en tout point d'un ouvert convexe — hypothèse dont l'énoncé ne dit rien.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.