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Responsable(s) Jean-Michel Lemay

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Jean-Michel Lemay


PLAN DE COURS

Hiver 2025
MAT380 : Algèbre linéaire (4 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Données non disponibles




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Ce cours vise à utiliser les notions fondamentales d’algèbre linéaire et de calcul matriciel.

Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant sera en mesure de :
  • effectuer diverses opérations sur les matrices;
  • décrire un problème à l’aide du langage matriciel;
  • résoudre un système d’équations linéaires à l’aide du langage matriciel;
  • identifier les propriétés importantes d’une matrice;
  • comprendre les notions d’espaces vectoriels et de transformations linéaires;
  • utiliser les outils mathématiques de l’algèbre linéaire dans des applications.
Représentation et manipulation de données sous la forme matricielle. Algèbre matricielle, rang, déterminant et matrice inverse. Résolution des systèmes d’équations linéaires. Transformations linéaires. Espaces vectoriels, noyau, théorème du rang, base, changement de base. Indépendance linéaire, procédé de Gram-Schmidt et méthode des moindres carrés. Décompositions en valeurs propres et diagonalisation.



Objectifs du cours

Les objectifs principaux du cours sont d'introduire les concepts fondamentaux de l'algèbre linéaire et d'enseigner à manipuler et interpréter les différents objets mathématiques qui y sont rattachés. À la fin du cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : 

  • Utiliser les concepts et méthodes de l'algèbre linéaire :
    • Manipuler des vecteurs, des matrices et des déterminants;
    • Résoudre des systèmes d'équations linéaires;
    • Comprendre les notions d'espace vectoriel et de transformation linéaire;
    • Diagonaliser une matrice;
    • Appliquer la méthode des moindres carrés;
  • Utiliser un logiciel de calcul symbolique pour résoudre des problèmes et vérifier des calculs;
  • Utiliser les notations mathématiques appropriées pour s'exprimer clairement à l'écrit.



Stratégies pédagogiques

Trois heures et demie de cours par semaine seront dédiés à la présentation de la théorie, de certaines preuves ainsi que de nombreux exemples. Trois heures de travail pratique par semaine complémenteront le cours magistral par de la résolution de problèmes et d'exercices, des exemples complémentaires et d'autres activités pédagogiques comme des quiz interactifs.




Utilisation d’appareils électroniques

Afin de permettre une participation active en classe, il est obligatoire que chaque étudiante ou étudiant possède une calculatrice TI-Nspire CX II CAS (ou l'ancien modèle TI-Nspire CX CAS). Ces calculatrices sont en vente à la COOP en combo avec le logiciel Nspire. 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. La capacité à utiliser efficacement la calculatrice fera partie intégrante de l'évaluation. Pour de l’aide sur l’utilisation de cette calculatrice symbolique, visitez le site http://seg-apps.etsmtl.ca/nspire/ .




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mercredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Jean-Michel Lemay Activité de cours Jean-Michel.Lemay@etsmtl.ca B-1646
01 Jean-Michel Lemay Travaux pratiques Jean-Michel.Lemay@etsmtl.ca B-1646



Cours
SEMAINE MATIÈRE CHAPITRE HEURES
1 Vecteurs et opérations, produit scalaire, produit vectoriel.  Chapitre 1  3
2 à 3 Systèmes d'équations linéaires, visualisation et solutions : Matrice augmentée, Échelonnage, solutions paramétrées, équations vectorielles, systèmes homogènes, théorème du rang.  Chapitre 2 6
4 Matrices et opérations, matrice inverse, systèmes dynamiques. Chapitre 3 3
5 Déterminants, cofacteurs, aires et volumes.  Chapitre 4 3
6 Transformations linéaires, transformations matricielles, inversibilité.  Chapitre 5 3
7 Examen intra   3
8 Nombres complexes, forme cartésienne et polaire Chapitre 6 3
9 Espaces vectoriels, bases, changement de bases, sous-espaces.  Chapitre 7 3
10 et 11 Vecteurs propres, valeurs propres, diagonalisation, théorème spectral, applications.  Chapitre 8 4.5
11 et 12 Orthogonalité, Procédé de Gram-schmidt, méthode des moindres carrés Chapitre 9 4.5
13 Révision   3
  Examen final   -
Total 39



Laboratoires et travaux pratiques

Trois heures de travail pratique par semaine (total 36 heures).




Utilisation d'outils d'ingénierie

S.O.




Évaluation
Mode d'évaluation Pondération

Mini-tests et devoirs

35 %

Examen intra (3h)

30 %

Examen final (3h)

35 %

 

Mini-tests et devoirs

La pondération de chaque mini-test ou devoir sera inférieure à 15 % de la note finale.

Examen intra

L'examen intra est d'une durée totale de 3 heures et il aura lieu en présence. Il comportera deux parties : une première sans la calculatrice et une deuxième où l'usage de la calculatrice est permis.

Examen final

L’examen final est d’une durée totale de 3 heures et il aura lieu en présence pendant la période des examens finaux. L'examen final sera commun à tous les groupes de MAT380 et il comportera deux parties : une première sans la calculatrice et une deuxième où l'usage de la calculatrice est permis.

Matériel permis pour l’examen final

  • Un résumé personnel de 3 feuilles 8½ ×11, recto-verso, manuscrit ou tapé à l’ordinateur.
  • Une calculatrice TI-Nspire pour la 2e partie de l'examen seulement.

 

Double seuil

Une note moyenne pondérée de 50 % est exigée pour l’ensemble des évaluations à caractère individuel. Ce seuil est une condition nécessaire à la réussite du cours mais ne la garantit pas.

Les évaluations effectuées en classe pour lesquelles l’entraide n’est pas permise, notamment les mini-tests, l’examen intra et l’examen final, sont considérées comme étant individuelles. Toutes les évaluations pour lesquelles l’entraide est possible, qu'elles aient lieu en classe ou non, et ce, même si une remise par étudiante ou étudiant est exigée, ne sont pas considérées comme étant à caractère individuel.




Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 19 février 2025



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
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 dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant 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 l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

Lemay, Jean-Michel. MAT380 - Algèbre Linéaire : Diapositives du cours (2023). 

Tout le matériel nécessaire au cours incluant les diapositives ainsi que les exercices seront fournis sur la page Moodle du cours. 




Ouvrages de références



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

 




Autres informations

Interdiction d'enregistrer, photographier ou filmer sans autorisation

L’enregistrement, la prise de photos et l'utilisation d'un téléphone cellulaire en classe sont interdits sans l'autorisation préalable de l'enseignante ou de l'enseignant. Veuillez vous référer à l'article 1.3.14 du réglement sur les infractions de nature académique.