- Calcul différentiel.
- Théorie des équations différentielles ordinaires.
- Approximation numérique des équations différentielles ordinaires.
L’objectif de ce cours est de dispenser les bases du calcul différentiel en plusieurs dimensions et d'approfondir son cadre d'application aux systèmes d'équations différentielles ordinaires. On présentera aussi les principes du calcul des approximations numériques des solutions de ces équations.
L'intérêt particulier porté aux équations différentielles est motivé par le fait que celles-ci apparaissent fréquemment dans la modélisation des phénomènes naturels. Les lois de la mécanique et de la physique s'expriment à travers des équations différentielles, à commencer par la plus célèbre d'entre elles F=m.Gamma (2ème loi universelle de Newton (1642-1727)). L'écologie, l'épidémiologie et la physiologie ne sont également pas en reste, tout comme les activités humaines (finance, transport,...).
Disposer de la solution d'une équation différentielle (ou d'un ensemble d'équations différentielles) permet de prédire le comportement futur du système modélisé par cette équation différentielle. Malheureusement, il n'est que rarement possible de résoudre exactement une équation différentielle. C'est pourquoi l'usage de la simulation numérique qui permet de déterminer des solutions approchées de ces équations est indispensable, et il est tout aussi indispensable de savoir comment mesurer et maîtriser l'erreur d'approximation.
A l'occasion de ce cours, nous aborderons les différents aspects évoqués, en tentant à travers des cas simples de transmettre certains des concepts fondamentaux dans cette discipline.
On étudiera les fonctions F: Rn -> Rp, avec n et p pouvant valoir 1, 2 ou 3. On généralisera en dimension supérieure les notions de continuité, de dérivabilité et d'extréma déjà apprises pour les fonctions d'une variable réelle à valeurs réelles.
Notamment, on définira:
Ce volet du cours s'appuiera sur:
Ce volet du cours s'appuiera sur:
Approximation numérique des Equations differentielles ordinaires