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Yassine
20-06-2016 19:43:16

Il y a un sens qui me semble facile : le sens direct :
Si $x$ est un point critique de $V$, alors $\nabla V(x) = 0$. $V$ est non dégénéré en $x$ si son hessien est non nul. Donc, $Hess V(x) < 0$ implique que $V$ est non dégénéré, soit encore $Hess V(x) < \|\nabla V(x)\| \implies V$ est non dégénéré, soit encore, en prenant la contraposée
$V$ dégénéré $\implies Hess V(x) \geq \|\nabla V(x)\|$.
Je ne vois pas comment faire l'autre sens.

Cela suppose bien sûr que la notion de point critique dégénéré ou non dégénéré rejoint la définition du potentiel dégénéré ou non (un potentiel est non dégénéré s'il n'admet aucun point critique non dégénéré).

amine123
20-06-2016 18:50:02

le [tex]Hess V[/tex] est le déterminant de la matrice hessienne associé à [tex]V[/tex]

Yassine
20-06-2016 17:59:14

Que veut dire $\displaystyle ||\nabla V(x)||\le Hess V(x)$ ?
D'un côté de l'inégalité, tu as un réel positif ou nul (la norme d'un vecteur) et de l'autre une matrice !

amine123
20-06-2016 17:24:00

Bonjour Yassine
J'ai fait une erreur, l’équivalence à démontrer est la suivante:

[tex]V[/tex] potentiel dégénéré ssi [tex]||\nabla V(x)||\le Hess V(x)
[/tex]

où [tex]Hess V(x)[/tex] désigne le hessien de [tex]V[/tex]

Yassine
16-06-2016 14:14:58

Non, j'ai dit que la notation $q(x)$ était ambigüe.
On peut voir $q$ comme une fonction de deux variables $x \in \mathbb{R}^n$ et $u \in \mathbb{R}^n$, où $x$ est le point où on détermine la forme hessienne et $u$ le point où en l'évalue, ce serait donc une notation type $q(x,u) > ...$ où $q(x,u)=u^TH_x u$. Du coup, comme il n'y a qu'un seul quantificateur dans ta formule ($\forall x$), je ne sais pas à quelle variable il se réfère ni quel est la quantificateur sur l'autre variable.

amine1
16-06-2016 13:20:15

et on ce qui concerne l’équivalence:
V est  dégénéré ssi [tex]||\nabla V(x)||\le q(x) \forall x \in\mathbb{R}^n[/tex]
vous avez montré quelle est juste?car j'e n'ai pas compris votre message

Yassine
16-06-2016 12:50:03

On ne peut pas parce que c'est faux !! (oui, j'ai dit une bêtise)
$f(x,y)=x^2 - y^2$ s'annule sur une parabole et non une droite.

amine1
16-06-2016 11:14:47

Bonjour Yassine,
comment peut on prouver que si V est un polynôme alors  soit la fonction tend ∞, soit elle s'annule sur une droite?

Yassine
16-06-2016 08:39:17

Je corrige ce que j'ai dit.
J'ai dit que la négation de $\forall x, \|\nabla V(x)\| \leq q(x)$ était équivalente à $q(x)$ définie négative (lorsque $\nabla V(x) = 0$ pour un point critique). Ce qui n'est pas vrai. La définition de définie négative est plutôt $\forall x,  x \neq 0 \implies q(x) < 0$. Formellement, la négation de la condition est $\exists x, \|\nabla V(x)\| > q(x)$.
Je pense que la confusion vient du fait qu'il manque une variable.
La forme hessienne en un point $a \in \mathbb{R}^n$ est la forme quadratique associée à la matrice $H_a= (\partial_{ij}V|_a)_{0\leq i,j \leq n}$ et définie par $q_a:\ \mathbb{R}^n \mapsto \mathbb{R}$ telle que $\forall u \in \mathbb{R}^n$, $q_a(u) = u^TH_a u$.

Quand tu écris $x$ dans tes condition, est-ce que c'est le point où en évalue les dérivées ($a$ dans mes définitions) et est-ce que c'est la point où on évalue la forme quadratique ($u$ dans mes définitions). C'est important pour savoir sur quoi porte le quantificateur.
Pour la qualité de 'définie positive' ou 'définie négative', les quantificateurs portent sur $u$. Pour la singularité et la dégénérescence d'un point, les quantificateurs portent sur $a$.

Donc, dégénéré serait équivalent à $\exists x$ critique et dégénéré.
On sait que si la forme hessienne en un point critique est définie négative, alors le point est non dégénéré, soit :
$\forall a \in \mathbb{R}^n \left[\left(\nabla V_a = 0 \wedge \left(\forall u \in \mathbb{R}^n, q_a(u) < 0\right)\right) \implies a \textrm{ critique non dégénéré} \right]$

Yassine
15-06-2016 16:50:34

Je ne sais pas répondre avec certitude.

Ci-dessous un extrait de Wikipedia sur la théorie de Morse :

Wikipedia a écrit :

La théorie de Morse s'applique à une fonction différentiable réelle f sur une variété différentielle M. Les points critiques de f sont les points où la différentielle de f s'annule, les valeurs critiques sont les valeurs prises par f en ces points. En chacun des points, il est possible de définir le hessien de f comme une forme quadratique sur TxM. Le point critique x est dit non dégénéré lorsque le hessien correspondant est une forme quadratique non dégénérée. L'indice de x est défini comme la dimension du plus grand sous-espace défini négatif.

Quelque éléments d'intuition :

Les points critiques de $V$ sont ceux où son gradient s'annule. Ces points sont dégénérés lorsque le rang de la forme hessienne est inférieur à $n$. La négation de la condition que tu donnes implique que $q$ est définie négative aux points critiques. Et comme elle est définie, elle est non dégénérée. Je vois moins pour l'autre partie de l'implication.

Il y a peut-être des plus calés sur le forum qui peuvent mieux répondre que moi.

amine1
15-06-2016 14:42:37

[tex]q(x)[/tex] est la forme hessienne au point [tex] x\in\mathbb{R}^n[/tex]

je veux montrer que
V est  dégénéré ssi [tex]||\nabla V(x)||\le q(x) \forall x\in \in\mathbb{R}^n[/tex]

Par exemple: pour [tex]V(x_1,x_2)=x_1^2x_2^2[/tex] (qui est dégénéré) on a
[tex]||\nabla V(x)||=2||x|| et q(x) =2||x||[/tex]  donc on a [tex]||\nabla V(x)||\le q(x) \forall x\in \in\mathbb{R}^n[/tex]

Yassine
15-06-2016 14:27:57

Je ne suis pas sûr de pouvoir répondre.
Juste une précision : la forme hessienne (ou forme quadratique associée à la matrice hessienne) est une application linéaire de $\mathbb{R}^n \mapsto \mathbb{R}$. Quand tu note $q(x)$, est ce que c'est la forme hessienne au point $x \in \mathbb{R}^n$ (auquel cas je ne comprends pas le sens de $q(x) \geq .$) ou alors c'est la forme hessienne en un point non précisé $a$, évaluée en $x$ ?

Dit autrement, pourrais-tu écrire cette condition dans le cas $n=1$ ?

amine1
15-06-2016 13:45:28

D'accord ,
La définition de "V potentiel dégénéré "  suivante est elle juste:
V potentiel dégénéré ssi [tex]||\nabla V(x)||\le q(x)
[/tex]

où [tex]||.||[/tex] designe la norme dans [tex]R^n[/tex] et [tex]q(x)[/tex] est la forme quadratique de la matrice Hessienne associée à [tex]V[/tex]

Yassine
15-06-2016 13:19:04

La négation de $\lim_{|x] \to \infty} V(x) = \infty$ n'est pas $\lim_{|x] \to \infty} V(x) = 0$. Elle peut ne pas avoir de limite ou tendre vers une autre limite que $0$.
Dans l'exemple donné, la fonction $V(x) = (1+x_1^2)*x_2^2$ n'a pas de limite. En dehors de la ligne réelle, elle va tendre vers $\infty$ mais elle vaudra toujours $0$ sur la ligne réelle.
Donc, la définition reste : $V(x)$ dégénérée ssi non($\lim_{|x] \to \infty} V(x) = \infty$)

--EDIT--
S'agissant de fonctions polynomiales, il est certainement possible de montrer que, soit la fonction tend $\infty$, soit elle s'annule sur une droite.

amine1
15-06-2016 11:30:54

Donc on a un polynôme est dit dégénéré s'il tend vers 0 dans une direction à l'infini?

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