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Problèmes d'optimisation

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Description

Cette séance de cours couvre les problèmes d'optimisation, en se concentrant sur la recherche du maximum global ou minimum d'une fonction. Il s'agit par exemple de déterminer le plus grand rectangle sous une courbe et de maximiser la surface des triangles inscrits dans un cercle. La séance de cours explore également les points de recherche où les fonctions ne sont pas différenciées et étudie le signe de la dérivée.

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Concepts associés (32)

Inscribed figure

In geometry, an inscribed planar shape or solid is one that is enclosed by and "fits snugly" inside another geometric shape or solid. To say that "figure F is inscribed in figure G" means precisely the same thing as "figure G is circumscribed about figure F". A circle or ellipse inscribed in a convex polygon (or a sphere or ellipsoid inscribed in a convex polyhedron) is tangent to every side or face of the outer figure (but see Inscribed sphere for semantic variants).

Extremum

Un extremum (pluriel extrema ou extremums), ou extrémum (pluriel extrémums), est une valeur extrême, soit maximum, soit minimum. Cette notion est particulièrement utilisée en mathématiques, où l'expression maximo-minimum, introduite par Nicolas de Cues, correspond à partir de Fermat et Leibniz aux extrêmes d'une courbe ou d'une fonction, repérés par le fait que les dérivées s'y annulent. Elle est aussi utilisée en physique, où le principe de moindre action est un principe extrémal ainsi que Euler l'a montré.

Point stationnaire

350px|thumb|right|Les points stationnaires de la fonction sont marquées par des ronds rouges. Dans ce cas, ce sont des extrema locaux. Les carrés bleus désignent les points d'inflexion. En analyse réelle, un point stationnaire ou point critique d'une fonction dérivable d'une variable réelle est un point de son graphe où sa dérivée s'annule. Visuellement, cela se traduit par un point où la fonction arrête de croître ou de décroître. Pour une fonction de plusieurs variables réelles, un point stationnaire (critique) est un point où le gradient s'annule.

Triangle de Reuleaux

thumb|Triangle de Reuleaux Un triangle de Reuleaux est une courbe de largeur constante, c'est-à-dire une courbe dont tous les diamètres ont la même longueur. Dans ce cas un diamètre correspond au segment formé par un sommet et n'importe quel point du côté opposé (qui est un arc de cercle dans ce cas). Cette courbe tient son nom de l'ingénieur allemand Franz Reuleaux, qui fut au un pionnier du génie mécanique. La forme du triangle de Reuleaux a été utilisée au treizième siècle pour certaines rosaces gothiques.

Théorème de Fermat sur les points stationnaires

En analyse réelle, le théorème de Fermat sur les points stationnaires permet, lors de la recherche d'éventuels extrema locaux d'une fonction dérivable, de limiter l'étude aux zéros de sa dérivée et aux bornes de son ensemble de définition. L'énoncé est le suivant : La réciproque est fausse : par exemple, la fonction , en , a une dérivée nulle mais pas d'extremum local. La condition nécessaire pour un extremum local ne s'applique pas aux bornes de l'intervalle. Par exemple, la fonction admet deux extremums globaux (a fortiori locaux), atteints en 0 et 1.

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