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Punto di sella - Wikipedia

Punto di sella

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

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Un punto di sella fra due "colline".
Un punto di sella fra due "colline".

In analisi matematica, un punto di sella di una funzione reale di più variabili reali f:\R^n \to \R è un punto critico P del dominio della f in cui la matrice hessiana risulti indefinita: vale a dire non sia né una matrice semidefinita positiva, né una matrice semidefinita negativa.

Nel caso n = 2, il grafico della funzione ha una forma intorno a P che ricorda la sella di un cavallo. In particolare, esistono due rette passanti per P, tali che la restrizione di f su queste è rispettivamente un minimo ed un massimo relativo.

[modifica] Esempio

Sia f(x,y) = x^2 - y^2\;

Nel punto P = (0,0)\; abbiamo un punto stazionario dato che il gradiente è nullo: infatti

\frac {df(x,y)}{dx} = 2x  \to  \frac{df( 0,y )}{dx} = 2\cdot 0 = 0\;
\frac{df(x,y)}{dy} = -2y  \to \frac{df( x,0 )}{dy} = -2\cdot 0 = 0\;
\frac{df(x,0)}{dx} + \frac{df(0,y)}{dy} = 0 + 0 = 0\;

La forma quadratica della funzione è data dall'espressione sottostante

\frac{df^2(x,y)}{dx^2} \cdot a^2 + 2 \frac{df(x,y)}{dx} \cdot \frac{df(x,y)}{dy} \cdot ab + \frac{df^2(x,y)}{dy^2} \cdot b^2\;

che è equivalente a

\frac{d(2x)}{dx}\cdot a^2 + 2 \cdot 2x \cdot (-2y) \cdot ab + \frac{d(-2y)}{dy} \cdot b^2\;

cioè

2a^2 -8xy\cdot ab - 2b^2\;

per cui nel punto (0,0)\; essa risulta essere

2a^2 - 2b^2 \;

Si può ora verificare semplicemente (ad esempio tramite la matrice hessiana corrispondente) che la forma quadratica non è né semidefinita positiva né semidefinita negativa, per cui risulta essere indefinita, e quindi il punto (0,0) è un punto di sella.

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