Analyse IV

MATH-206 / 4 crédits

Enseignant: Aru Juhan

Langue: Français

Résumé

En son coeur, c'est un cours d'analyse fonctionnelle pour les physiciens et traite les bases de théorie de mesure, des espaces des fonctions et opérateurs linéaires.

Contenu

Au lieu d'étudier les espaces R^n, ses sous-espaces, on va plutôt analyser dans ce cours les espaces des fonctions et transformations définis sur ces espaces.

Ceci forme la base mathématique pour traiter des équations différentielles, mais aussi pour les théories plus avancées comme mécanique quantique, ou théories des champs quantiques.

On va commencer par discuter le cadre mathématique (mesure/intégrale de Lebesgue, espaces des fonctions continues, espaces des fonctions L^2, L^p, espaces des fonctions généralisées (distributions) comme la fonction delta de Dirac...) En faisant ca, on fait connaissance brève aussi les notions un plus générales abstraites des espaces de mesure générales et des espaces de Banach et Hilbert.

Ensuite on va étudier la théorie de base des opérateurs linéaires sur les espaces des fonctions. On va parler des opérateurs différentielles et intégrales, des opérateurs Fourier et on va également toucher la théorie un peu plus abstraite des opérateurs linéaires et la théorie spectrale. Ca nous ramène à discuter la théorie de équations Sturm-Liouville et l'origine de plein des fonctions spéciales comme celles de Hermite, Bessel, Legendre.

Mots-clés

intégrale de Lebesgue, mésure de Lebesgue, espace de Banach L^p, Espace de Hilbert L^2, distributions, fonction de delta, base orthonormée, série de Fourier, transformation de Fourier, opérateur linéaire, Sturm-Liouville

Compétences requises

Cours prérequis obligatoires

Analyse I,II et III, Algèbre linéaire

Acquis de formation

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

Distinguer les espaces des fonctions
Elaborer sur la théorie de mesure / l'intégrale de Lebesgue
Distinguer les fonctions généralisées
Elaborer la théorie et les applications des séries de Fourier et de la transformation de Fourier
Utiliser les opérateurs linéaires
Analyser les problèmes de Stourm-Liouville

Méthode d'évaluation

examen écrit

Ressources

Bibliographie

N. Boccara, Functional Analysis: an introduction for physicists
A. N. Kolmgorov and S. V. Fomin, Elements of the Theory of Functions and Functional Analysis
Les notes de cours de J. Stubbe: https://sma.epfl.ch/cours/csma/analyse4.htm
autres livres utiles mentionnés aux cours

Ressources en bibliothèque

Polycopiés

probablement

Dans les plans d'études

Semestre: Printemps
Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
Matière examinée: Analyse IV
Cours: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
Exercices: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines

Semaine de référence

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Légendes:

Cours

Exercice, TP

Projet, autre