Analyse et calcul matriciel
MVA101


Objectifs pédagogiques
  • Partie Analyse : Apprendre la représentation des fonctions par des séries, les principales transformations et leurs applications.
  • Partie Algèbre : Apprendre le calcul matriciel.
Public et conditions d'accès

Avoir été reçu à l'UE MVA005 ou pouvoir justifier la réussite à un examen portant sur un programme de niveau comparable.

Contenu de la formation

1. Généralités sur les séries numériques

  • Suites numériques : rappels.
  • Séries numériques : définitions et exemples (série géométrique),  convergence absolue,  critères de convergence pour séries à termes positifs (règle de D'Alembert, règle de Cauchy, etc.), critères de convergence pour les séries à termes quelconques (séries alternées, Règle d'Abel, etc.).

2. Suites et séries de fonctions

  • Suites de fonctions: convergence ponctuelle, convergences uniforme
  • Séries de fonctions: les différents types de convergence (ponctuelle, uniforme, absolue et normale)
  • Séries entières: disque de convergence, développement en série entière des fonctions usuelles, application à la résolution de certaines équations différentielles. 
  • Séries trigonométriques, coefficients de Fourier, Séries de Fourier, Théorème de Jordan-Dirichlet, Formule de Bessel-Parseval.

 
3. Transformation de Fourier

  • Espaces L^1 et L^2, transformée de Fourier , transformée de Fourier inverse, propriétés de la transformée de Fourier (dilatation, retard, translation, symétrie), transformée de Fourier et dérivation, formule de Bessel-Parseval, convolution. 

 
4. Algèbre et calcul matriciel.

  • Espaces vectoriels et application linéaires: rappels.
  • Matrices à coefficients réels (et éventuellement complexes), opérations sur les matrices.
  • Déterminant, matrices inversibles. (On insistera sur la vision géométrique du déterminant et des matrices inversibles: le déterminant est une forme volume, les matrices inversibles conservent les parallélogrammes, les parallélépipèdes,...Le calcul du déterminant ne sera présenté qu'en dimension 2 et 3. Les considérations numériques pourront être évoquées pour justifier la nécessité de développer des outils de calcul scientifique performants.)
  • Valeurs propres, vecteurs propres, multiplicité des valeurs propres, diagonalisation.
  • Application au calcul des puissances d'une matrice et aux exponentielles de matrices. Exemple en mécanique: matrice d'inertie.

 
5. Résolution de systèmes différentiels

  • Résolution des systèmes différentiels linéaires du premier ordre à coefficients constants par la transformation de Laplace ou en utilisant la notion d'exponentielle de matrice. A ce sujet on introduira rapidement la transformée de Laplace.
Bibliographie
  • THUILLIER, BELLOC: Mathématiques analyse 3 (Masson)
  • GRIFONE: Algèbre linéaire (Editions CEPADUES)
  • Laurent Schwarz: Méthodes mathématiques de la physique. Cet ouvrage est hors de portée a priori. Il est indiqué car il constitue une référence fondamentale pour les applications de l'analyse en physique.

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants :

  • DIE1708A : Diplôme d'établissement Responsable en production industrielle parcours Thermique industrielle

Prochaines sessions de formation

Recherche en cours ...