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Lecture

Implicit Function Theorem: Local Extrema

In course

MATH-431: Theory of stochastic calculus

Introduction to the mathematical theory of stochastic calculus: construction of the Ito stochastic integral, proof of the Ito formula, introduction to stochastic differential equations, Girsanov's theorem and the Feynman-Kac formula, the martingale represe ...

Description

This lecture covers the generalization of the Implicit Function Theorem for functions in Ck(U) for U ⊆ R². It explains how to find local extrema and supporting hyperplanes for surfaces. The lecture also delves into the calculation of higher-order derivatives and the classification of stationary points using the Hessian matrix.

Instructors (2)

Robert Dalang

Robert Dalang, né en 1961, a reçu le diplôme de Mathématicien-EPFL en 1983 et est lauréat du Prix Dommer. Il passe l'année 1985-86 à Cornell University (USA) comme chercheur invité. Il obtient le doctorat au Département de mathématiques de l'EPFL en 1987. Son domaine de spécialisation est la théorie des processeurs stochastiques. En 1987, Robert Dalang est nommé professeur assistant au Département de statistiques de l'Université de Californie à Berkeley (USA). En 1988, il reçoit une bourse post-doctorale du Fonds national scientifique américain et effectue des recherches sur les propriétés markoviennes de processus stochastiques à plusieurs paramètres. En 1990, il est nommé à Tufts University (Boston, USA). Il est promu professeur associé en mai 1993. Une partie importante de ses recherches se font dans le cadre de contrats avec le Fonds national scientifique américain et l'Office de la recherche de l'armée américaine. En collaboration avec le Prof. R. Cairoli du Département de mathématiques de l'EPFL, il a écrit un livre sur l'optimisation stochastique séquentielle publié en 1996 aux éditions John Wiley. M. Dalang est nommé professeur extraordinaire de probabilités au Département de mathématiques en 1995. Il y poursuit des travaux de recherche en processus stochastiques et probabilité appliquée et participe à l'enseignement des processus stochastiques, de la théorie des probabilités et des cours de mathématiques aux sections d'ingénieurs. Il dirige régulièrement des thèses de doctorats, est éditeur de plusieurs journaux de recherche mathématique et travail en collaboration avec des chercheurs de plusieurs universités européennes et américaines.

Thomas Mountford

D'origine britannique, né en 1961. Il a reçu la bourse présidentielle des jeunes investisseurs (Presidential Young Investigator Grant) en 1990 et le prix de la Fraternité Sloan (Sloan Fellowship) en 1991. Son travail montre que les valeurs critiques d'une classe large de de systèmes de particules proches sont égales à 1, et que, suite à plusieurs travaux sur la trajectoire du mouvement brownien, incluant une simulation numérique, le nombre d'îlots browniens en 2 dimensions tend vers l'infini quand leurs tailles tendent vers 0. Il reçoit le prix Rosenbaum en 1993 lui ouvrant ainsi les portes du Isaac Newton Institute à Cambridge. Il est également décoré par le prix Rollo Davidson en 1995 et nommé membre honoraire de l'Institute of Mathematical Statistics en 2001. Assistant Profeseur de Mathematique a UCLA 1987- 1991 Associate Professeur de Mathematique a UCLA 1991-1993 Professeur de Mathematique a UCLA 1993-2001 Professeur Departement de mathématiques, EPFL dès 2001

Official source

Ontological neighbourhood

Mathematics

Analysis: Calculus

Related concepts (23)

Stationary point

In mathematics, particularly in calculus, a stationary point of a differentiable function of one variable is a point on the graph of the function where the function's derivative is zero. Informally, it is a point where the function "stops" increasing or decreasing (hence the name). For a differentiable function of several real variables, a stationary point is a point on the surface of the graph where all its partial derivatives are zero (equivalently, the gradient is zero).

Fermat's theorem (stationary points)

In mathematics, Fermat's theorem (also known as interior extremum theorem) is a method to find local maxima and minima of differentiable functions on open sets by showing that every local extremum of the function is a stationary point (the function's derivative is zero at that point). Fermat's theorem is a theorem in real analysis, named after Pierre de Fermat. By using Fermat's theorem, the potential extrema of a function , with derivative , are found by solving an equation in .

Derivative test

In calculus, a derivative test uses the derivatives of a function to locate the critical points of a function and determine whether each point is a local maximum, a local minimum, or a saddle point. Derivative tests can also give information about the concavity of a function. The usefulness of derivatives to find extrema is proved mathematically by Fermat's theorem of stationary points. The first-derivative test examines a function's monotonic properties (where the function is increasing or decreasing), focusing on a particular point in its domain.

Derivative

In mathematics, the derivative shows the sensitivity of change of a function's output with respect to the input. Derivatives are a fundamental tool of calculus. For example, the derivative of the position of a moving object with respect to time is the object's velocity: this measures how quickly the position of the object changes when time advances. The derivative of a function of a single variable at a chosen input value, when it exists, is the slope of the tangent line to the graph of the function at that point.

Second derivative

In calculus, the second derivative, or the second-order derivative, of a function f is the derivative of the derivative of f. Informally, the second derivative can be phrased as "the rate of change of the rate of change"; for example, the second derivative of the position of an object with respect to time is the instantaneous acceleration of the object, or the rate at which the velocity of the object is changing with respect to time. In Leibniz notation: where a is acceleration, v is velocity, t is time, x is position, and d is the instantaneous "delta" or change.

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