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Large Deviation Principle for invariant distributions of Memory Gradient Diffusions
Sébastien Gadat 1, Fabien Panloup ( ) 1, Clément Pellegrini 1
(30/11/2012)

In this paper, we consider a class of diffusion processes based on a memory gradient descent, i.e. whose drift term is built as the average all along the past of the trajectory of the gradient of a coercive function U . Under some classical assumptions on U , this type of diffusion is ergodic and admits a unique invariant distribution. In view to optimization applications, we want to understand the behaviour of the invariant distribution when the diffusion coefficient goes to 0. In the non-memory case, the invariant distribution is explicit and the so-called Laplace method shows that a Large Deviation Principle (LDP) holds with an explicit rate function, that leads to a concentration of the invariant distribution around the global minima of U . Here, except in the linear case, we have no closed formula for the invariant distribution but we show that a LDP can still be obtained. Then, in the one- dimensional case, we get some bounds for the rate function that lead to the concentration around the global minimum under some assumptions on the second derivative of U .
1 :  Institut de Mathématiques de Toulouse (IMT)
CNRS : UMR5219 – PRES Université de Toulouse
Mathématiques/Systèmes dynamiques

Mathématiques/Probabilités
Large Deviation Principle – Hamilton-Jacobi Equations – Freidlin and Wentzell Theory – small stochastic perturbations – hypoelliptic diffusions
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