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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Michel Beaudin


PLAN DE COURS

Été 2026
MAT165 : Algèbre linéaire et analyse vectorielle (4 crédits)


Préalables
Pour tous profils : MAT145



Description du cours
Ce cours vise à acquérir les concepts et méthodes du calcul différentiel et intégral à plusieurs variables, du calcul vectoriel et de l'algèbre matricielle, afin de résoudre divers problèmes.

Au terme de ce cours, la personne étudiante sera en mesure de :
  • appliquer les méthodes du calcul différentiel et intégral, du calcul vectoriel et de l'algèbre matricielle;
  • résoudre des problèmes à l'aide du calcul différentiel et intégral, du calcul vectoriel et de l'algèbre matricielle;
  • communiquer ses démarches de façon claire et structurée;
  • résoudre des problèmes avec un logiciel de calcul symbolique.


Éléments de contenu : vecteurs, algèbre et géométrie vectorielle, projections, produits scalaire, vectoriel et mixte. Opérations matricielles, déterminant, matrice inverse. Résolution de systèmes d'équations linéaires : algorithme de Gauss-Jordan, méthode de la matrice inverse. Droites et plans dans l espace. Fonctions vectorielles, courbes et surfaces paramétrées. Fonctions à plusieurs variables, dérivées partielles, dérivées directionnelles, gradient, courbes de niveaux, plans tangents. Optimisation avec et sans contraintes. Intégrales doubles et triples, coordonnées rectangulaires, polaires, cylindriques et sphériques, calcul de volumes et de centres de masse. Intégrales curvilignes de champs vectoriels, potentiel et champ conservatif, théorème de Green.



Stratégies pédagogiques

Trois heures de cours magistral par semaine. De nombreux exemples et exercices seront faits en classe pour permettre aux étudiantes et étudiants de bien assimiler la théorie et les notions présentées durant le cours.




Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 64,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA Nombre Proportion Matière(s) traitée(s)
Mathématiques 64,8 UA 100,00 %



Les objectifs de ce cours sont liés aux indicateurs de qualités requises des diplômés de la manière suivante :

Objectif spécifique Qualité Indicateur Niveau d'enseignement
Appliquer les méthodes du calcul différentiel et intégral, du calcul vectoriel et de l'algèbre matricielle. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Développé
Résoudre des problèmes à l'aide du calcul différentiel et intégral, du calcul vectoriel et de l'algèbre matricielle. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Développé
Communiquer ses démarches de façon claire et structurée. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Développé
Résoudre des problèmes avec un logiciel de calcul symbolique. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Développé



Utilisation d’appareils électroniques

L'enregistrement audio et video et la prise de photos en classe sont interdits sauf en cas d'approbation préalable de l'enseignante ou de l'enseignant. Voir l'article 1.3.14 du règlement sur les infractions de nature académique.

Les modalités quant à l’utilisation d’appareils électroniques (cellulaires, tablettes et ordinateurs) en classe seront communiquées par l'enseignante ou l'enseignant de chaque cours-groupe.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 09:00 - 12:30 Activité de cours
Mercredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
02 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
03 Mercredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
Vendredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
04 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
05 Lundi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
Mercredi 09:00 - 12:30 Activité de cours
06 Mardi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Alain Régnier Activité de cours alain.regnier@etsmtl.ca B-2519
01 Travaux pratiques
02 Michel Beaudin Activité de cours michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
02 Michel Beaudin Travaux pratiques michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
03 Michel Beaudin Activité de cours michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
03 Michel Beaudin Travaux pratiques michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
04 Rayaane Maalaoui Activité de cours Rayaane.Maalaoui@etsmtl.ca B-2518
04 Rayaane Maalaoui Travaux pratiques Rayaane.Maalaoui@etsmtl.ca B-2518
05 Jose Dario Bastidas Olaya Activité de cours jose-dario.bastidas-olaya@etsmtl.ca B-2518
05 Jose Dario Bastidas Olaya Travaux pratiques jose-dario.bastidas-olaya@etsmtl.ca B-2518
06 Aziz Gueye Activité de cours Aziz.Gueye@etsmtl.ca B-2520
06 Aziz Gueye Travaux pratiques Aziz.Gueye@etsmtl.ca B-2520



Cours

Cours

Matière

Chapitre

1 à 3

Introduction : les différents types de fonctions du calcul à plusieurs variables. Brève introduction au graphisme paramétrique 2D.

Vecteurs et géométrie

Vecteurs dans le plan et dans l’espace. Opérations sur les vecteurs (somme, multiplication par un scalaire, produit scalaire, produit vectoriel et produit mixte). Éléments de géométrie dans l’espace : droites, plans et surfaces (cylindriques et quadriques).

Algèbre matricielle

Définitions et opérations sur les matrices. Inversion de matrices, déterminants. Solutions de systèmes d’équations linéaires : algorithme de Gauss-Jordan. Applications diverses.

 

Chapitre 9

 

 

et

 

Notes de cours "Éléments d'algèbre matricielle"

4

 

Fonctions vectorielles

Fonctions vectorielles. Courbes dans le plan et dans l’espace. Dérivées et intégrales. Droites tangentes. Longueur d’arc. Courbes et surfaces paramétrées.

Chapitre 10

5 et 6

Champs scalaires

Fonctions de plusieurs variables. Dérivées partielles. Plans tangents et approximations linéaires. Méthode de Newton à deux variables.  Dérivation des fonctions composées. Dérivées dans une direction et vecteur gradient.

Chapitre 11

Sections 11.1, 11.3 à 11.6

7

Examen intra

 

8 et 9 

Optimisation

Extremums locaux et absolus, test des dérivées secondes, théorème des valeurs extrêmes pour les fonctions de deux variables, Optimisation avec contrainte(s) : méthode des multiplicateurs de Lagrange, méthode par paramétrage de la contrainte.

 

Sections 11.7 et 11.8

 

10 à 12

Intégrales multiples

Intégrales doubles en coordonnées cartésiennes et en coordonnées polaires. Intégrales triples en coordonnées cartésiennes, cylindriques et sphériques. Applications : calculs d’aire, de volume, de masse, de centre de masse.

Chapitre 12

12 et 13

Analyse vectorielle

Champ vectoriel. Intégrales curvilignes d'un champ vectoriel (travail d'un champ de force).  Champ conservatif et fonction potentiel. Théorème fondamental des intégrales curvilignes. Théorème de Green.

Chapitre 13

Sections 13.1 à 13.4

 




Laboratoires et travaux pratiques

Trois heures de travail pratique par semaine. Sous la supervision de la personne responsable des travaux pratiques, ces périodes permettront de faire des exercices ou de compléter les notions vues au cours. 




Utilisation d'outils d'ingénierie

La calculatrice symbolique sera utilisée de façon continue, tout au long de la session pour illustrer des concepts mathématiques, pour effectuer des calculs algébriques, pour résoudre numériquement des problèmes appliqués où la solution ne peut être obtenue algébriquement et pour visualiser graphiquement des solutions à des problèmes concrets en mathématiques et sciences du génie. L’utilisation efficace de cet outil sera vérifiée lors des examens. 

Les objectifs spécifiques d’apprentissage concernant l’utilisation de la calculatrice TI-Nspire CAS CX sont :

  1. Tracer des graphiques 2D (en mode Fonction, Relation, Paramétrique ou Polaire).
  2. Savoir définir une fonction vectorielle, la dériver, l’intégrer et en tracer la courbe correspondante (en mode Paramétrique 2D ou 3D).
  3. Savoir définir une fonction de plusieurs variables, la dériver, l’intégrer et, dans le cas d’une fonction de 2 variables, en tracer le graphique 3D   z = f(x, y).  Savoir tracer une surface paramétrée.
  4. Savoir utiliser les différentes commandes relatives aux vecteurs : addition, soustraction, produit d'un vecteur par un scalaire, produit scalaire, produit vectoriel, norme d’un vecteur.
  5. Savoir créer des fonctions ou des procédures permettant d’automatiser certains calculs.
  6. Savoir utiliser la calculatrice pour effectuer différentes opérations matricielles.



Évaluation


Informations additionnelles :
Mode d'évaluation Pondération
Examen intra (3h) 35 %
Examen final (3h) 35 %
Devoirs et/ou mini-tests 30 %

 

Devoirs et/ou mini-tests

Votre enseignante ou votre enseignant vous communiquera les modalités de ces évaluations. La pondération de chaque devoir et mini-test sera inférieure à 15 %.

Examen intra

L'examen intra est d'une durée totale de 3 heures. Il comportera deux parties: une première où la calculatrice est interdite et une deuxième où l'usage de la calculatrice TI-Nspire CX II CAS est autorisé. L'examen intra portera sur le contenu des cours 1 à 6, tel que décrit à la section « Cours ». Votre enseignante ou votre enseignant vous communiquera les modalités et le local de l'examen.

Examen final

L’examen final est d’une durée totale de 3 heures. Il comportera deux parties: une première où la calculatrice est interdite et une deuxième où l'usage de la calculatrice TI-Nspire CX II CAS est autorisé. L'examen final portera sur le contenu des cours 8 à 13, tel que décrit à la section « Cours ». L'examen final est commun à tous les groupes de MAT165. L'ordinateur portable et la documentation sur support électronique sont interdits.

Documentation papier permise pour l’examen final :

  • Un résumé personnel de 3 feuilles 8½ ×11, recto verso, manuscrit ou tapé à l’ordinateur (6 pages);
  • Une table de dérivées et d'intégrales indéfinies (Une ou 2 pages);
  • L'aide-mémoire d'algèbre et de trigonométrie (2 pages).

Voir la section « Documents » du Moodle du cours pour des copies de chacune des tables et de l'aide-mémoire.

 

Double seuil

Une note moyenne pondérée de 55 % est exigée pour l’ensemble des évaluations à caractère individuel. Seuls les examens intra et final sont utilisés dans le calcul du double seuil. Ce seuil est une condition nécessaire à la réussite du cours mais ne la garantit pas.




Seuil de passage pour les éléments à caractère individuel

Note minimale : 55



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 22 juin 2026
2 19 juin 2026
3 23 juin 2026
4 16 juin 2026
5 17 juin 2026
6 18 juin 2026



Politique de retard des travaux
Conformément au Règlement des études de premier cycle (article 7.5.6) et au Règlement des études de cycles supérieurs (article 6.5.6), tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés à l’article 7.5.5.1 dans le Règlement des études de premier cycle et l’article 6.5.2 dans le Règlement des études de cycles supérieurs, se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions soient communiquées par écrit par la personne enseignante dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par la personne enseignante du cours ou la personne coordonnatrice dans le cas des stages.



Documentation obligatoire
  • STEWART, J. Analyse : concepts et contextes, Volume 2. Fonctions de plusieurs variables, 3e édition (2011) ou 4e édition (2025), De Boeck.
  • PINEAU, K. et R. MICHAUD. Notes de cours, Éléments d’algèbre matricielle, Édition révisée en mars 2023.

Le manuel et les notes de cours sont en vente à la librairie Coopsco de l'ÉTS.




Ouvrages de références
  • LOPEZ, R. J. Advanced Engineering Mathematics, Addison-Wesley, 2001.
  • MC CULLUM, W. G. et al. Fonctions de plusieurs variables, Chenelière McGraw-Hill, 1999.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles