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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 rappeler certains concepts habituellement vus dans des cours d'équations différentielles et de calcul à plusieurs variables, nous commencerons le cours de MAT805 en présentant quelques méthodes de résolution d’équations et de systèmes d’équations non linéaires.  Plusieurs approches seront utilisées: analytiques, graphiques, numériques.  Cela est impensable sans l’ordinateur et ce dernier servira à faire les calculs et à introduire des concepts peu étudiés: formule de Cardan, fonction LambertW, systèmes polynomiaux.  Un autre objectif du cours sera de donner des compléments en équations différentielles incluant les transformées de Laplace et l'importante propriété de convolution. Nous ferons ensuite l’étude des systèmes d’équations différentielles et des problèmes de stabilité, en présentant les outils matriciels requis pour les systèmes linéaires et une résolution numérique pour les systèmes non linéaires.  Nous présenterons la théorie sur les séries de Fourier pour l'appliquer à la résolution de problèmes avec entrées périodiques non triviales ainsi qu'aux équations aux dérivées partielles de la chaleur et des ondes. Un  dernier sujet portera sur 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 et de donner les formules de simplifications des logarithmes.

 


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 doivent avoir accès à un logiciel de calcul qui pourra être utilisé en tout temps (cours, devoirs, examens).  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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