CQP 208. Chapitre 5 Optimisation. Olivier Godin. 20 novembre 2015. Université de Sherbrooke. Optimisation 1 / 50



Documents pareils
Cours Fonctions de deux variables

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

OPTIMISATION À UNE VARIABLE

EXERCICES - ANALYSE GÉNÉRALE

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2012 OBLIGATOIRE MATHÉMATIQUES. Série S. Durée de l épreuve : 4 heures Coefficient : 7 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

Complément d information concernant la fiche de concordance

DÉRIVÉES. I Nombre dérivé - Tangente. Exercice 01 (voir réponses et correction) ( voir animation )

Chapitre 7 : Intégration sur un intervalle quelconque

ANALYSE GÉNÉRALE - PROPOSITION DE CORRIGÉ. Exercice 1

ANNUITES. Les annuités définissent une suite de versements identiques ou non effectués à intervalles de temps égaux. -annuités non constantes

Commun à tous les candidats

F7n COUP DE BOURSE, NOMBRE DÉRIVÉ

Exercices Alternatifs. Quelqu un aurait-il vu passer un polynôme?

Exercices Alternatifs. Quelqu un aurait-il vu passer un polynôme?

Baccalauréat ES/L Métropole La Réunion 13 septembre 2013 Corrigé

Le Groupe des Pensionnés de Bell (GPB) Inc. Chapitre de Québec

LIDAR LAUSANNE Nouvelles données altimétriques sur l agglomération lausannoise par technologie laser aéroporté et ses produits dérivés

Développements limités, équivalents et calculs de limites

Introduction à l étude des Corps Finis

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Souad EL Bernoussi. Groupe d Analyse Numérique et Optimisation Rabat http ://

Baccalauréat ES/L Amérique du Sud 21 novembre 2013

Réalisation de cartes vectorielles avec Word

CONSOMMATION INTERTEMPORELLE & MARCHE FINANCIER. Epargne et emprunt Calcul actuariel

BACCALAUREAT GENERAL MATHÉMATIQUES

Exercice 3 (5 points) A(x) = 1-e -0039' e- 0,039x A '() -'-,..--,-,--,------:-- X = (l_e-0,039x)2

O, i, ) ln x. (ln x)2

Optimisation non linéaire Irène Charon, Olivier Hudry École nationale supérieure des télécommunications

Optimisation des fonctions de plusieurs variables

Fonction inverse Fonctions homographiques

Loi binomiale Lois normales

I. Ensemble de définition d'une fonction

Baccalauréat ES Polynésie (spécialité) 10 septembre 2014 Corrigé

Systèmes de transmission

Chapitre 6. Fonction réelle d une variable réelle

M2 IAD UE MODE Notes de cours (3)

SOMMAIRE. 1. Préambule Le calendrier Trajectoire d un objet lancé Régression linéaire...9

Exercices Alternatifs. Une fonction continue mais dérivable nulle part

Exercices Alternatifs. Une fonction continue mais dérivable nulle part

Chapitre 3 : Principe des tests statistiques d hypothèse. José LABARERE

CORRIGES DES CAS TRANSVERSAUX. Corrigés des cas : Emprunts

Baccalauréat ES Antilles Guyane 12 septembre 2014 Corrigé

L'art d'établir un ordre du jour efficace

Informations. Nous désirons vous informer des derniers changements. Vous trouverez ci-joint une liste à jour de notre personnel.

Statistique : Résumé de cours et méthodes

Chapitre 4 : cas Transversaux. Cas d Emprunts

ÉPREUVE COMMUNE DE TIPE Partie D

Construction de la bissectrice d un angle

TRACER LE GRAPHE D'UNE FONCTION

Société Générale SCF Société Anonyme au capital de euros Siège social : 17 cours Valmy PUTEAUX RCS NANTERRE

Table des matières. I Mise à niveau 11. Préface

IV- Equations, inéquations dans R, Systèmes d équations

BTS Groupement A. Mathématiques Session Spécialités CIRA, IRIS, Systèmes électroniques, TPIL

APPLICATION DU CODE RESEAU EQUILIBRAGE AU 1 ER OCTOBRE 2015 : PROPOSITION DE GRTGAZ RELATIVE AUX INTERVENTIONS DU TRANSPORTEUR

FONCTION DE DEMANDE : REVENU ET PRIX

Correction du baccalauréat ES/L Métropole 20 juin 2014

Population de la «Ville de Trois-Rivières» (Code géographique : 37067)

Baccalauréat technique de la musique et de la danse Métropole septembre 2008

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Dossier de Presse. 10 Octobre 2013

Classe de première L

Lecture graphique. Table des matières

CENTRES DE LA PETITE ENFANCE, GARDERIES ET BUREAUX COORDONNATEURS DE LA GARDE EN MILIEU FAMILIAL

Régimes flexibles et comptes de gestion santé : est-ce pour nous?

Programmation linéaire

Bac Blanc Terminale ES - Février 2011 Épreuve de Mathématiques (durée 3 heures)

Objet : Rentrée scolaire

ADOPTION DE L ORDRE DU JOUR

Suite intégrée Entreprise de Sage Accpac. Obtenez une vue à 360 de votre entreprise avec Sage Accpac. Votre succès. Notre priorité!

COMMISSION SCOLAIRE DES GRANDES-SEIGNEURIES NEUVIÈME SÉANCE ORDINAIRE DU COMITÉ EXÉCUTIF ( ) LE 12 AVRIL 2011

Premier ordre Expression de la fonction de transfert : H(p) = K

Protéger son entreprise avec les solutions Cisco de vidéosurveillance pour les TPE-PME

Analyse financière détaillée

Dérivation : Résumé de cours et méthodes

Méthodes quantitatives en sciences humaines. 2 Pratique : 2 Étude personnelle : 2. BUREAU poste courriel ou site web

Utiliser un tableau à double entrée «Les véhicules»

Baccalauréat L spécialité, Métropole et Réunion, 19 juin 2009 Corrigé.

CAPTEURS - CHAINES DE MESURES

ESPACE COLLABORATIF. L Espace Collaboratif : votre espace de partage entre acteurs régionaux

Dérivation CONTENUS CAPACITÉS ATTENDUES COMMENTAIRES

DES PAROLES ET DES ACTES : LES 4 MENSONGES DE MONSIEUR LENGLET

Scanner de film numérique

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

LIVRET MASTER (Bac +4 / Bac +5) Epreuves de première année

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

MIS 102 Initiation à l Informatique

FONCTION EXPONENTIELLE ( ) 2 = 0.

A vaya Global Services

Syllabus du cours de musique. Maternelle. enseigné par Joël Chiasson

Conseils pour l évaluation et l attribution de la note

Rappels sur les suites - Algorithme

Continuité et dérivabilité d une fonction

Notion de fonction. Résolution graphique. Fonction affine.

Logiciel XLSTAT version rue Damrémont PARIS

SECTEUR DE LA RÉMUNÉRATION ET DES AVANTAGES SOCIAUX

Défi SSQ Groupe financier

Ressources pour la classe de seconde

Description du produit

CHAPITRE. Le mouvement en une dimension CORRIGÉ DES EXERCICES

Transcription:

CQP 208 Chapitre 5 Optimisation Olivier Godin Université de Sherbrooke 20 novembre 2015 Optimisation 1 / 50

Plan du chapitre 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 2 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Test de la dérivée seconde 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 3 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Test de la dérivée seconde 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 4 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Dans certaines situations, il est essentiel de connaître les coordonnées des sommets (point le plus haut et point le plus bas) d une fonction. Ceux-ci correspondent à ses optimums. Entre les sommets, la courbe sera croissante ou décroissante. Cette étude sera faite à l aide du signe de la dérivée. Une fonction f (x) est croissante sur un intervalle I si f (x 1 ) < f (x 2 ) lorsque x 1 < x 2 pour x 1 et x 2 I. Une fonction f (x) est décroissante sur un intervalle I si f (x 1 ) > f (x 2 ) lorsque x 1 < x 2 pour x 1 et x 2 I. Optimisation 5 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Optimisation 6 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Au chapitre 2, nous avons relié la croissance et la décroissance d une fonction au signe de sa dérivée première. Énonçons cette relation sous la forme d un théorème. Optimisation 7 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Optimisation 8 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Selon la valeur de la variable indépendante, la dérivée d une fonction peut être positive, négative, nulle ou inexistante. Soit x Dom (f ). Nous dirons que x est une valeur critique de f si f (x) = 0 ou f (x) n existe pas. Optimisation 9 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Test de la dérivée seconde 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 10 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction Soit ue fonction f (x) et c Dom (f ). Le point (c, f (c)) est un point de maximum relatif si, pour tout x près de c, nous avons f (x) f (c). Le point (c, f (c)) est un point de minimum relatif si, pour tout x près de c, nous avons f (x) f (c). L énoncé pour tout x près de c signifie que l on considère toutes les valeurs de x sur un petit intervalle ouvert autour de c. Les minimums relatifs et maximums relatifs d une fonction f (x) sont appelés extremums relatifs de la fonction f (x). Le théorème suivant nous indique où trouver ces extremums relatifs. Optimisation 11 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction Le théorème précédent permet donc de repérer les endroits où la fonction est susceptible d admettre des extremums relatifs. Il reste donc à déterminer si la fonction y atteint bel et bien un extremum relatif. Optimisation 12 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction Optimisation 13 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Test de la dérivée première 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Test de la dérivée seconde 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 14 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Test de la dérivée première Énonçons maintenant un théorème appelé test de la dérivée première qui nous permettra de déterminer les points de maximum et de minimum relatif d une fonction. Optimisation 15 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Test de la dérivée première De ce théorème, on peut déduire une procédure pour déterminer les extremums relatifs d une fonction : 1 Calculer et factoriser f (x), si c est possible, car la factorisation aide à déterminer les valeurs critiques. 2 Déterminer les valeurs critiques de f. 3 Construire le tableau des signes de f (x). 4 Utiliser le test de la dérivée première pour déterminer les extremums relatifs de la fonction f (x). Optimisation 16 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Test de la dérivée première Optimisation 17 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Test de la dérivée première Optimisation 18 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Test de la dérivée seconde 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 19 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Le cas des fonctions définies sur un intervalle fermé de la forme [a, b] est un peu particulier. Le théorème précédent est toujours utile pour déterminer les extremums relatifs sur l intervalle ouvert ]a, b[, mais il faut aussi gérer les extrémités de l intervalle. C est ce que propose de faire le théorème suivant : Optimisation 20 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Optimisation 21 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Optimisation 22 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée seconde Test de la dérivée seconde 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Intervalles de croissance et de décroissance d une fonction Extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée première Extremums relatifs d une fonction sur un intervalle fermé Test de la dérivée seconde 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 23 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée seconde Test de la dérivée seconde On s attarde dans cette section à définir le lien qui existe entre les extremums relatifs d une fonction et le signe de la dérivée seconde de cette même fonction. Optimisation 24 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée seconde Test de la dérivée seconde On peut bien entendu formaliser le résultat intuitif obtenu en observant la figure précédente : Optimisation 25 / 50

Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction Test de la dérivée seconde Test de la dérivée seconde Optimisation 26 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction 2 Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 27 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction 2 Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 28 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé La recherche d une solution optimale à une fonction nous oblige à chercher plus loins que les extremums relatifs. Nous souhaitons trouver la valeur maximale ou minimale de cette fonction sur tout son domaine ou sur un intervalle. Cela nous amène donc à définir les notions de maximum absolu et de minimum absolu. Soit une fonction f (x) et c Dom (f ). Le point (c, f (c)) est un point de maximum absolu si pour tout x Dom (f ), nous avons f (x) f (c). Le point (c, f (c)) est un point de minimum absolu si pour tout x Dom (f ), nous avons f (x) f (c). Le minimum absolu et le maximum absolu d une fonction f (x) sont appelés extremums absolus (ou extremums globaux) de la fonction f (x). Optimisation 29 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Optimisation 30 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Optimisation 31 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Ainsi, si on trace une courbe continue sur un intervalle [a, b], c est-à-dire sans lever la pointe du crayon, alors cette dernière possède nécessairement un maximum absolu et un minimum absolu. Optimisation 32 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Optimisation 33 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Comme tout à l heure, il est possible d établir une procédure afin de localiser les extremums absolus d une fonction continue f (x) sur un intervalle fermé [a, b]. 1 Déterminer les candidats potentiels : x = a, x = b et toutes les valeurs critiques de f (x). 2 Évaluer la fonction f (x) à chacune de ces positions. 3 Le maximum absolu correspond à la plus grande valeur obtenue à l étape précédente, et réciproquement, le minimum absolu correspond à la plus petite valeur obtenue à l étape précédente. Optimisation 34 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Optimisation 35 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction 2 Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 36 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé Nous savons gérer les extremums relatifs pour les intervalles ouverts et fermés, de même que les extremums absolus pour les intervalles fermés. Il ne reste qu à savoir comment trouver des extremums absolus sur un intervalle ouvert. Optimisation 37 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé Optimisation 38 / 50

Extremums absolus d une fonction Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé Extremums absolus d une fonction sur un intervalle non fermé Optimisation 39 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation 1 Croissance, décroissance et extremums relatifs d une fonction 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 40 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation Optimisation 41 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation Optimisation 42 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation Optimisation 43 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation Optimisation 44 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation Optimisation 45 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation Optimisation 46 / 50

Problèmes d optimisation Problèmes d optimisation Optimisation 47 / 50

Références Références 2 Extremums absolus d une fonction 3 Problèmes d optimisation 4 Références Optimisation 48 / 50

Références Réseau de concepts Optimisation 49 / 50

Références Références Éric Brunelle and Marc-André Désautels. Calcul différentiel. Les Éditions CEC inc., 2011. Gilles Charron and Pierre Parent. Calcul différentiel, 6e édition. Groupe Beauchemin - Chenelière Éducation, 2007. Josée Hamel and Luc Amyotte. Calcul différentiel, 2e édition. Éditions du renouveau pédagogique, 2014. Stéphane Beauregard and Chantal Trudel. Calcul différentiel. Groupe Modulo, 2013. Optimisation 50 / 50