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Responsable(s) Michel Beaudin

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Descriptif du cours

Maîtriser la modélisation mathématique des systèmes et les notions de mathématiques avancées souvent rencontrées dans les publications scientifiques et méthodes numériques couramment utilisées pour résoudre les modèles mathématiques des systèmes.

Modélisation mathématique des systèmes continus. Dérivation d'équations aux dérivées partielles. Classification des équations aux dérivées partielles : elliptique, hyperbolique et parabolique. Exemples d'applications physiques. Méthodes de solution : séries de Fourier, fonction de Green, variable complexe. Méthodes variationnelles : fonctionnelle et extremum d'une fonctionnelle, méthode de Ritz, méthodes approchées. Introduction aux tenseurs cartésiens.





Objectifs du cours

Afin de créer des liens entres les équations différentielles et le calcul à plusieurs variables — 2 cours normalement suivis au premier cycle —, nous allons, dans un premier temps, présenter quelques méthodes de résolution d’équations et de systèmes d’équations non linéaires, utilisant plusieurs approches : analytiques, graphiques et numériques autant pour les équations à une variable que pour les systèmes (polynomiaux ou non). Cela est impensable sans l’ordinateur.  Deuxièmement, nous ferons l’étude des systèmes d’équations différentielles, en présentant les outils matriciels requis, pour les systèmes linéaires, et une résolution numérique pour les systèmes d’équations différentielles non linéaires. Une révision de certains sujets en équations différentielles sera faite dans un exposé dont le niveau n’est manifestement pas celui du premier cycle universitaire. Un troisième objectif est d’appliquer les séries et transformées de Fourier à la résolution de problèmes en équation différentielles et aux dérivées partielles, objectif qui permet une incursion en analyse fonctionnelle. Un quatrième objectif consiste à étudier les variables complexes, sujet fondamental, riche en applications de toutes sortes et qui permet d’apporter des preuves à certains résultats utilisés durant la session. Fait non négligeable pour certains étudiants et ingénieurs, l’analyse complexe permet souvent une révision et/ou une introduction à l’analyse mathématique.


Stratégies pédagogiques

Trois heures et demie de cours magistral par semaine, de même qu’une séance de travaux pratiques.  Plusieurs exercices vont nécessiter l’utilisation de logiciels de calcul et des exemples d’utilisation de tels logiciels seront donnés en classe. Par conséquent, les étudiants devaient apporter leur ordinateur portable en classe : pour les devoirs et l’examen intra, ce sera non seulement utile mais nécessaire.  L’une des principales stratégies pédagogiques employées sera de faire en sorte que mathématiques théoriques et mathématiques appliquées soient réunies en faisant un usage intelligent de la technologie présente. Des concepts théoriques ou abstraits seront illustrés par des exemples concrets sur l’ordinateur.





Coordonnées du personnel enseignant le cours

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