Motivation :
Le but de ce cours est de présenter des techniques d'analyse permettant d'approcher des fonctions compliquées par des fonctions plus simples. En effet, il arrive souvent que les fonctions ne soient pas données par des formules explicites. Par exemple :
- Les cours de la bourse sont souvent trop irréguliers pour pouvoir être décrits par une expression simple.
- Les solutions des équations de Newton décrivant le mouvement de plusieurs corps célestes en interaction ne peuvent pas être résolues de manière explicite.
-Quand je mesure les résultats d'une expérience physique, je n'obtiens qu'un nombre fini de résultats ; je peux ensuite relier ces points par des segments, pour obtenir une fonction affine par morceaux.
En présence de fonctions compliquées, il est donc primordial de pouvoir les approcher par des fonctions plus simples !
Qu'est ce qu'une fonction simple ? On peut penser, par exemple à une fonction constante par morceaux ou affine par morceaux, à un polynôme, à une somme de fonctions sinus et de cosinus, à des fonctions à support compact...
Qu'est ce qu'approcher une fonction ? C'est une question plus délicate. Nous verrons qu'il y a plusieurs notions d'approximation d'une fonction : ponctuelle, uniforme, en moyenne ou en moyenne quadratique... Pour chaque problème, il y a une notion d'approximation qui est la mieux adaptée !
Public :
Ce cours est un cours de mathématiques appliquées. Il n'est donc pas nécessaire d'avoir un bagage mathématique très poussé pour le suivre. Nous ne démontrerons pas tous les résultats que nous présenterons, mais nous essaierons de donner des idées de preuve dès que possible.
Ce cours doit permettre aux étudiants qui l'ont suivi d'avoir les connaissances nécessaires en analyse pour suivre ensuite le master d'Ingénierie Mathématique.
En bonus
Même si ce cours devait être le dernier cours de maths que vous suiviez, il vous permettra d'avoir plus de recul sur tout ce que vous avez appris dans cette discipline... depuis le collège ! Ainsi, vous apprendrez :
- Pourquoi l'aire d'un disque est égale à pi fois le carré du rayon.
- Comment le nombre pi peut être calculé en pratique.
- Comment les notions géométriques de distance et d'angle peuvent être généralisées pour parler de fonctions.
- Pourquoi les cosinus et les sinus ne sont pas utiles uniquement en géométrie... mais aussi en musique !