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AnnalesÉcoles d'ingénieurs

X-ENS MPI 2026 — Maths C

Inégalités variationnelles, minimax de von Neumann, itérations de Krasnoselskii-Mann et théorème de Baillon-Haddad · 8 pages

Le sujet étudie les inégalités variationnelles associées à un opérateur monotone sur un convexe fermé de l'espace euclidien, en s'appuyant sur la projection sur un convexe fermé. Il en déduit l'existence de solutions et le théorème du minimax de von Neumann, puis établit la convergence des itérations de Krasnoselskii-Mann vers un point fixe d'une application 11-lipschitzienne, et démontre enfin le théorème de Baillon-Haddad sur les fonctions convexes à gradient lipschitzien, appliqué à la descente de gradient.

Le sujet, partie par partie

Notations et Partie I — Inégalités variationnelles et projection sur un convexe fermé p. 2–4

Ensembles convexes · Projection orthogonale et moindres carrés · Compacité · Espaces préhilbertiens et euclidiens — inégalité variationnelle, projection sur un convexe fermé, opérateur monotone, caractérisation de la projection

Partie II — Existence de solution et théorème du minimax de von Neumann p. 5–6

Ensembles convexes · Extrema et optimisation · Compacité — théorème du minimax de von Neumann, point selle, opérateur monotone, simplexe, suite moyennée

Partie III — Itérations de Krasnoselskii-Mann p. 6–7

Points fixes et suites itératives · Suites numériques · Espaces préhilbertiens et euclidiens — application 11-lipschitzienne, point fixe, itérations de Krasnoselskii-Mann, application non expansive

Partie IV — Théorème de Baillon-Haddad et descente de gradient p. 7–8

Descente de gradient · Fonctions convexes · Matrices symétriques positives · Points fixes et suites itératives · Points critiques et hessienne · Calcul différentiel — théorème de Baillon-Haddad, gradient lipschitzien, matrice hessienne, descente de gradient, cocoercivité

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