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calcul des variations

Posté par
stokastik
13-04-07 à 08:58

Qui veut s'y coller ?

Soient p : \mathbb{R} \to \mathbb{R}^+ et f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}^+ telles que \int p = \int f =1 et telles que p(x)\log\frac{f(x)}{p(x)} est intégrable.

On fixe p et on cherche quelle(s) fonction(s) f maximise(nt) \int p(x)\log\frac{f(x)}{p(x)}dx.

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 13-04-07 à 12:19

Rebonjour,

Tu es sur qu'il n'y a pas d'autres hypotheses sur f et p ?
Support ?
Decroissance a l'infini ?

A+

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 13-04-07 à 12:46

Disons que support de f contenu dans support de p

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 13-04-07 à 13:34

OK, mais on n'integre que sur le support de f !?

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 13-04-07 à 17:26

En fait la condition c'est que \int p(x)\log\frac{f(x)}{p(x)}dx existe, mais peut-être est-ce ambigu, alors nous dirons que de plus f et p ne s'annulent pas.

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 13-04-07 à 17:49


Hum,hum...

J'étais en train de réfléchir au cas particulier où p est la
fonction caracteristique (indicatrice) de [0,1].
Mais à présent je suis dérouté si f et p ne s'annulent pas...

Allez, je suis sur que c'est encore cette brave gaussienne
qui maximise !  

PS: Ca resemble a de l'entropie, tout cela...

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 13-04-07 à 18:24

Citation :
PS: Ca resemble a de l'entropie, tout cela...


Tout à fait.

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 13-04-07 à 18:31


Une petite question, car je débute: comment fait-on une citation d'une formule mathématique ?
Merci !

Au fait: si on prend l'indicatrice de [0,1], l'exo reste valable ???

:?

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 13-04-07 à 19:34

Citation :

Au fait: si on prend l'indicatrice de [0,1], l'exo reste valable ???


C'est vrai cette intégrale commence à m'énerver je n'arrive pas à en venir à une condition définitive. En termes probabilistes c'est \mathbb{E}\big[\log \frac{g(X)}{p(X)}\big]X a pour densité p.

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 14-04-07 à 18:15


Bonjour stokastik,

Es-tu  sur qu'il y a une solution a ton exo ?

Si p=\chi_{[0,1]}, l'indicatrice de [0,1], l'inégalité de Jensen nous dit
que l'integrale est toujours minorée par \ln\left(\int f\right)=0 . Ainsi c'est f=p qui minimise...
Mais la fonction qui maximise ?? Si f est une loi uniforme, alors
c'est \chi_{[0,1/e]}. Sinon ...

Et pour une densité p quelconque, je suis pommé.

Quelqu'un a une idée ?

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 15-04-07 à 16:29

Es-tu sûr d'avoir bien appliqué l'inégalité de Jensen

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 15-04-07 à 21:58


Salut stokastik,

Citation :
Es-tu sûr d'avoir bien appliqué l'inégalité de Jensen


Il me semble bien... Ici \Phi=ln est bien convexe, et avec Jensen:

\Phi\left(\int_0^1f\right)\le\int_0^1\Phi \text{o} f

on obtient:

0\le\int_0^1\ln \text{o} f

qui permet de trouver le minimum (f=\chi_{[0,1]}), mais pas le maximum.

Posté par
Cauchy
re : calcul des variations 15-04-07 à 22:00

Salut,

j'ai pas cherché mais ln est concave plutot non?

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 15-04-07 à 22:06


Sacrebleu !!  

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 15-04-07 à 22:13


Alors, dans ce cas particulier où p est l'indicatrice de [0,1]
Jensen avec la fonction -ln permet de trouver que le maximum
est également l'indicatrice de [0,1].

Dans le cas général d'une densité de probas, il y a de fortes chances
pour que le maximum soit donné également par f=p...

Je regarderai plus tard. Merci de ton intervention Cauchy !

Posté par
Cauchy
re : calcul des variations 15-04-07 à 22:17

De rien j'ai pas fait grand chose,quand on est à fond sur un truc ca arrive de passer à côté de quelque chose sans le voir

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 16-04-07 à 07:47

Eh oui la réponse est f=p

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 16-04-07 à 11:11

Salut stokastik,

Je n'ai pas le temps de le faire, mais je pense qu'on peut facilement généraliser l'inégalité de Jensen en mettant
la mesure " p(x)dx " au lieu " dx ".
(ce qui est assez interessant, au passage...)

Ainsi la solution f=p dans le cas général est immédiate.

C'est ça, non ?

A+

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 16-04-07 à 11:53


Citation :
Je n'ai pas le temps de le faire, mais je pense qu'on peut facilement généraliser l'inégalité de Jensen en mettant
la mesure " p(x)dx " au lieu " dx ".


Ben bien sûr, moi j'ai toujours vu l'inégalité de Jensen ainsi puisque je l'ai vue en proba.

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 17-04-07 à 20:55

Question suivante : Répondre à la même question dans le cas où l'hypothèse sur f est \int f < \infty (et pour p c'est toujours =1)

Posté par vendredi (invité)re : calcul des variations 18-04-07 à 00:05


Salut Stokastik,

Ha ha ... tu compliques les choses de jour en jour !

Où vas-tu nous conduire ?

Bon, là je pense quand-même qu'il n'y a pas de maximum.
On le voit facilement avec p=\chi_{[0,1]}...

A moins que \int f ne soit donnée, bien entendu.
Auquel cas c'est f=p\int f

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 18-04-07 à 07:00

Tu fais toujours des remarques pertinentes vendredi, merci

En fait là c'est f qui est fixée on cherche p qui maximise, désolé je dis des bêtises. Tu as trouvé : p proportionnel à f

Posté par
stokastik
re : calcul des variations 18-04-07 à 21:27

Suite :

Notons D_p(f)=\int p(x)\frac{p(x)}{f(x)}dx=\mathbb{E}_f\left[\frac{p(X)}{f(X)}\right]\mathbb{E}_f[\text{fonction}(X)] signifie l'espérance quand la loi de X est la loi continue f(x)dx

On peut définir de la même façon D_p(f) quand p et f sont non pas des densités mais des "fonctions de masses de probabilité", sur un ensemble dénombrable.

Comment définir D_{\mu}(\nu) pour \mu une mesure de probabilité et \nu une mesure positive, éventuellement quelconque ?



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