Ce cours présente une formation de base en analyse. Ce module permet de dominer les outils mathématiques utilisés dans les enseignements de mathématiques appliquées, physique, mécanique et économie. Il ouvre la voie aux programmes d’approfondissement de mathématiques de troisième année.

Le cours présente le formalisme des distributions, introduites par Laurent Schwartz à la fin des années 1940, qui fournit un cadre naturel pour l’étude de la transformation de Fourier. Il se concentre ensuite sur l’étude des propriétés fondamentales des principales équations aux dérivées partielles de la physique mathématique.

- Distributions, dérivation, convolution, régularisation.
- Transformation et séries de Fourier.
- Equations de Poisson et de Laplace. Fonctions harmoniques.
- Equation de la chaleur.
- Equation des ondes et de Schrödinger.

F. Golse: "Distributions, analyse de Fourier et équations aux dérivées partielles"

Appendice "Intégration sur les surfaces"



Langue du cours : Français

Credits ECTS : 5

Galois theory emerged in XIX century to study the existence of formulas for solutions of polynomial equation (in terms of the coefficients of the equation). The theory is both powerful and elegant and was the origin of a very large part of modern algebra. Nowadays it is also a very active research field.

The aim of this course is first to introduce basics and tools of general algebra (groups, rings, algebras, quotients, field extensions...) which will allow in the second part of the course to develop Galois theory, as well as some of its most remarkable applications.

Beyond the the interest on the subject for itself, the course aims at being a good introduction to algebra and its applications, in Mathematics and in other fields (for instance Computer science with finite fields, Physics and Chemistry with group theory).

 

*Prerequisites

Standard linear algebra from the first two years at University.


* Knowledge expected at the end of the course : 

 

Theoretical knowledge :

- Knowledge of fundamental structures in general algebra.

- Knowledge of fundamental concepts in Galois theory (Galois extensions, Galois group)

- Most important examples (finite fields, cyclotomic extensions solvable extensions).

- Main historical applications (solvable polynomial equations, constructability of regular polygons).

 

Practical knowledge :

- Handling of fundamental algebraic structures, computation of degrees of extensions.

- Characterization of Galois extensions.

- Computation of Galois groups, method of reduction modulo p.

- Applications of the theory, in particular to number theory and fields theory

 

* Evaluation : exam at the end of the course.

 

Language  : French

This course intends to provide the basics of functional analysis, at the same time for applications to partial differential equations and  applications to operator algebras. We will go back in full depth to the analytic and geometric properties of Hilbert and Banach spaces, and their generalizations, before using them concretely in the study of Fredholm operators and Spectral Theory. 

 

- Spectre du laplacien, formules des traces et géométrie
 
- Une formule des traces relie les propriétés géométriques d’un espace à la répartition des valeurs propres du laplacien agissant sur les fonctions qui y sont définies. Les prototypes sont la formule sommatoire de Poisson et celle découverte par Selberg, qui en donne une généralisation. Cette dernière concerne la répartition des longueurs des géodésiques fermées dans une surface hyperbolique et a comme conséquence le théorème des géodésiques premières en théorie des nombres, l’analogue géométrique du théorème des nombres premiers.

 

A travers des incarnations multiples de telles identités et en mettant l’accent sur les aspects géométriques de la théorie spectrale, le modal fournit une introduction aux mathématiques de l'opérateur Laplacien, à la géométrie et ses liens avec d’autres domaines des mathématiques tels que l’analyse, la théorie des nombres et la combinatoire. Les deux thèmes centraux sont la géométrie hyperbolique et la géométrie tropicale.

 

Références :

 

- Nicolas Bergeron, The Spectrum of Hyperbolic Surfaces. Universitext, Springer.

 

- Peter Buser, Geometry and Spectra of Compact Riemann Surfaces. Birkhauser.

 

- Fan Chung, Spectral Graph Theory. Regional Conference Series in Mathematics 92, AMS.

 

- Giuliana Davidoff, Peter Sarnak, Alain Valette, Elementary Number Theory, Group Theory and Ramanujan Graphs. London Mathematical Society Student Texts 55.

 

- Géométrie tropicale. Journées mathématiques X-UPS 2008, Ecole Polytechnique. Editeurs Pascale Harinck, Alain Plagne, Claude Sabbah.

Dans ce modal, nous explorons la notion de pavages, et à travers elle celle de groupes et d'actions de groupes. Nous aborderons les résultats classiques de Bieberbach sur les pavages réguliers du plans, les fameux pavages apériodiques de Penrose, et les pavages affines du plan. 

Références :

Pavage du plan, notes d’un mini cours donné à l’École polytechnique

 http://www.math.polytechnique.fr/xups/xups01.01.pdf

 Langue du cours : Français