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2021-2023


2019-2021. 

Cours de L3. 10 ECTS. 

Dans ce cours, l'objectif est de solidifier les connaissances de géométrie du secondaire des étudiants. Les trois premiers chapitres sont consacrés à la géométrie plane. Les trois derniers chapitres sont consacrés à la géométrie en dimension supérieure.  

Chapitre 1 : C'est une étude du plan affine comme ensemble de points avec action de vecteurs. On rappelle la notion de barycentre. Ensuite on introduit une notion de produit scalaire dans le plan ce qui permet de démontrer les théorèmes de Pythagore et de Thalès et de projection orthogonale sur une droite. On définit ensuite les similitudes classiques du plan et l'on fait des calculs d'aire élémentaire. 

Chapitre 2 : On s'intéresse aux classiques de la géométrie du plan. Après avoir  rapidement travaillé le point de vue analytique avec les équations cartésiennes, on reprend à la base la notion de cosinus, sinus et d'angle. Ensuite on s'intéresse à des polygones du plan et plus particulièrement au triangle. Après avoir vu les théorèmes analytiques classiques dans le triangle : trigonométrie et formule d'Al-Kashi, on s'intéresse à la concourrance des droites remarquables d'un triangle. 

Chapitre 3 : Dans ce chapitre, nous abordons des notions plus avancées de géométrie. Notamment les nombres complexes qui nous servent à décrire de manière plus synthétique les similitudes du plan. Les coniques sont également évoquées. Nous les définissons comme des lieux géométriques définis par une équation cartésienne de degré 2.   Nous abordons de manière plus anecdotique la construction à la règle et au compas. 

Chapitre 4 : Dans ce chapitre, on généralise la géométrie affine à la dimension quelconque : structure affine, repère affine, espace euclidien ainsi que les théorèmes vus en dimension 2 : théorème de Pythagore, projeté orthogonal sur un sous-espace affine et hyperplan médiateur. 

Chapitre 5 : Ce chapitre est l'occasion d'une étude systématique des fonctions affines déjà abordées au chapitre 1. L'étude des propriétés de la  linéarisation d'une fonction affine est essentielle. Ensuite, nous étudions le groupes des transformations affines. Enfin nous énumérons les isométries de basse dimension (1,2 et 3). 

 Chapitre 6 : Dans ce chapitre, on se propose de faire une étude analytique en dimension d (principalement en vue de l'appliquer pour la dimension 3). On s'intéresse d'abord aux équations cartésiennes en dimension classique. Puis on s'intéresse aux méthodes de calculs d'aires et de volumes en dimension quelconque : intégration par tranches et changement de variables pour obtenir les formules classiques d'aires et de volumes. On termine avec quelques méthodes de dessin en dimension 3 : dessin en perspective, objets de révolution. 

Mots clés : Géométrie affine, droite, barycentre, associativité du barycentre, théorème de Pythagore, théorème de Thalès, projection orthogonale sur une droite, médiatrice similitudes planaires, équations cartésiennes, cercles, cosinus, sinus, angle, parallélogramme, rectangle, losange, carré, triangles, trigonométrie formules d'Al-Kashi, points remarquables d'un triangle, droites remarquables d'un triangle, nombres complexes, coniques, réduction de coniques, centre de symétrie d'une conique, foyer d'une conique, excentricité d'une conique, construction à la règle et au compas, repère affine, sous-espace affine, hyperplan médiateur, application affine, linéarisation, groupe affine, vissage, symétrie glissée, intégrale multiple, changement de variable, perspective, objet de révolution.

Cours de L2. 2,5 ECTS. 

Dans ce cours, nous abordons trois thèmes très différents les uns des autres. Dans un premier chapitre, nous effectuons une étude métrique des courbes paramétrées dans le plan et dans l'espace. Après avoir discuté la notion de longueur de courbe et de paramétrage par longueur d'arc, nous introduisons le repère Fresnet. Finalement nous nous intéressons à la courbure dans le plan et la courbure et la torsion dans l'espace. Dans le plan, nous nous intéressons au calcul du cercle osculateur. Dans un second chapitre, nous nous intéressons aux intégrales multiples de fonctions positives pour calculer aires et volumes. Deux méthodes sont présentées, l'intégration par tranches (qui repose sur le théorème de Fubini) et le changement de variable. Dans un troisième et dernier chapitre, nous nous intéressons à l'étude d'équations différentielles non-linéaires. Le théorème de Cauchy-Lipschitz est admis. Différents types d'équations différentielles sont étudiées. 

Mots clés : Courbes paramétrées, paramétrage par longueur d'arc, repère de Fresnet, courbure, torsion, cercle osculateur, intégrale multiple, aire, volume, théorème de Fubini, théorème du changement de variable, équations différentielles ordinaires, théorème de Cauchy-Lipschitz, équations différentielles de Bernoulli,  équations différentielles de Ricatti, équations différentielles autonome, portrait de phase. 

Cours de L3. 7,5 ECTS. 

Dans ce cours, nous introduisons la théorie de l'intégration de Lebesgue. Le premier chapitre permet de rappeler des notions élémentaires sur la dénombrabilité et le calcul ensembliste. Dans le deuxième chapitre, nous définissons la notion de tribu et donnons les méthodes classiques de construction des tribus : tribu-image, lemme de transport, tribus boréliennes. Le troisième chapitre est consacré aux notions de fonctions mesurables et étagées. Le point principal étant de démontrer le lemme fondamental d'approximation des fonctions mesurables par les fonctions étagées. Au quatrième chapitre, nous définissons la notion de mesure abstraite. C'est l'occasion de démontrer les propriétés générales des mesures mais aussi de donner des méthodes de construction. La construction de la mesure de Lebesgue est renvoyée au chapitre 8 mais ses propriétés sont étudiées en détail. Au cinquième chapitre nous définissons l'intégrale associée à un espace mesuré et en donnons les principales propriétés. Le point technique du chapitre est la démonstration du théorème de Beppo-Levi. À la fin du chapitre, on fait le lien entre intégrale de Riemann et intégrale de Lebesgue. On notera que les espaces L^p sont étudiés en TD. Au chapitre 6, on s'intéresse aux théorèmes de convergence sous le signe intégral. On démontre le lemme de Fatou pour ensuite démontrer le théorème de convergence dominée. Ce théorème est ensuite appliqué pour étudier les intégrales à paramètres. Au septième chapitre,  nous abordons les mesures produits et notamment le théorème de Fubini-Lebesgue ainsi que le théorème du changement de variable qui est admis. Au huitième et dernier chapitre nous donnons une construction élémentaire de la mesure de Lebesgue. 

Mots clés : Tribus, boréliens, lemme de transport, fonctions étagées fonctions mesurables, lemme fondamental d'approximation, mesure, mesure de Lebesgue, intégrale de Lebesgue, théorème de la limite monotone, théorème de Beppo-Levi, lemme de Fatou, théorème de convergence dominée, mesure produit, théorème de Fubini-Lebesgue, théorème du changement de variable. 

Cours de L3. 7,5 ECTS. 

Dans ce cours, nous reprenons le cours de L2 sur les critères de réduction des endomorphismes. Nous complétons cela avec une étude des sous-espaces caractéristiques. Le polynôme caractéristique est redéfini. Au deuxième chapitre, nous nous intéressons à la décompostion de Dunford et son application au calcul de l'exponentielle de matrices. Au troisième chapitre, nous introduisons la notion de groupe et de morphisme de groupes. Nous démontrons le théorème de Lagrange. Enfin nous donnons des exemples classiques de groupes issus de la géométrie et de la combinatoire. Au quatrième chapitre, nous parlons de sous-groupes distingués et groupes quotients. Ensuite, on donne une première approche de la notion d'action de groupes. On applique les actions de groupes pour démontrer les théorèmes de Sylow. 

Mots clés : Diagonalisation, trigonalisation, polynôme caractéristique, lemme des noyaux, sous-espaces caractéristiques, matrices nilpotentes, décomposition de Dunford, exponentielle de matrices, groupe, théorème de Lagrange, groupes cycliques, groupes diédraux, groupes symétriques, sous-groupe distingués, groupes quotients, actions de groupes, formules des classes, p-groupes, p-Sylow, théorèmes de Sylow. 

Cours de L2. 7,5 ECTS. 

Dans ce cours nous définissons l'intégrale de Riemann  au premier chapitre et nous introduisons les méthodes de calcul intégral classiques : théorème fondamental de l'analyse, intégration par parties, changement de variable, règles de Bioche. Enfin, on utilise le calcul intégral pour calculer la valeur de sommes de Riemann. Le deuxième chapitre est consacré aux équations différentielles linéaires classiques et les équations différentielles s'y ramenant (en TD notamment).  Au troisième chapitre, nous étudions les intégrales généralisées, le calcul mais aussi l'étude de convergence. Des exemples d'intégrales semi-convergentes sont abordés. Au quatrième chapitre, on s'intéresse aux séries et à leurs convergence. Au-delà des méthodes usuelles, on s'intéresse à la comparaison série-intégrale. La transformée d'Abel est abordée en TD. 

Mots clés : Intégrale de Riemann, théorème fondamental de l'analyse, intégration par parties, changement de variable, décomposition en éléments simples, équations différentielles linéaires, intégrale généralisée, intégrale impropre, séries numériques, convergence absolue, séries semi-convergentes, transformée d'Abel. 


2018-2019

Mots clés : Intégrale de Riemann, théorème fondamental de l'analyse, changement de variable, décomposition en éléments simples, équations différentielles linéaires, intégrale généralisée, intégrale impropre, séries numériques, convergence absolue, séries semi-convergentes, fonctions de plusieurs variables, espaces vectoriels normés de dimension finie, différentiabilité, dérivées partielles, théorème de Schwarz, théorème d'inversion locale, théorème des fonctions implicites. 

Mots clés : convergence et divergence de suites, analyse réelle, continuité, théorème des valeurs intermédiaires, taux d'accroissement, dérivation, théorème de la bijection. 

2017-2018

2013-2016

Mots clés : combinatoire énumérative, fonction caractéristique, formule du crible, dénombrement, arrangement, combinaison, permutation, formule d'inversion de Pascal, formule d'inversion de Moebius, graphes plans, solides de Platon.  

Mots clés : anneaux de congruence, cryptographie, chiffrement  symbole de Legendre, loi de réciprocité quadratique, algorithmes, test de primalité, RSA, El-Gammal, Lucas-Lemmer, Solovay-Strassen, Miller-Rabin, p-1 de Pollard, rho de Pollard, Baby step/Giant step. 

 Mots clés : Décomposition en éléments simples, anneau des séries formelles, valuation, fonction génératrice, séries formelles arithmétiques, Lemme de Hensel, théorème de Puiseux, clôture algébrique. 

 Mots clés : Groupes, groupes symétriques, permutations, sous-groupes distingués, formules des classes, p-groupes, p-Sylow, théorèmes de Sylow, groupe de symétrie d'un solide, formule de Burnside, sous-groupes finis de SO(3,R), Formule de Polya, chiralité, théorème de Fricke-Vogt.