LeFrido,volume2 · Thème10:Applicationréciproque (1)Déﬁnition5.172. (2)Danslecasdesréels,desexemplessontdonnésen11.268. Thème11:Extensiondecorpsetpolynômes (1)Déﬁnitiond’uneextensiondecorps4.37

Le Frido, volume 2

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2

ThèmesCeci est une sorte d’index thématique.

Thème 1 : Fonctions Lipschitz(1) Définition : 11.189.(2) La notion de Lipschitz est utilisée pour définir la stabilité d’un problème, définition 25.23.

Thème 2 : Polynôme de Taylor(1) Énoncé : théorème 11.204.(2) Le polynôme de Taylor généralise à l’utilisation de toutes les dérivées disponibles le résultat

de développement limité donné par la proposition 11.76.(3) Il est utilisé pour justifier la méthode de Newton autour de l’équation (25.128).

Thème 3 : Points fixes(1) Il y a plusieurs théorèmes de points fixes.

Théorème de Picard 16.109 donne un point fixe comme limite d’itérés d’une fonctionLipschitz. Il aura pour conséquence le théorème de Cauchy-Lipschitz 16.123, l’équationde Fredholm, théorème 16.114 et le théorème d’inversion locale dans le cas des espacesde Banach 16.128.

Théorème de Brouwer qui donne un point fixe pour une application d’une boule verselle-même. Nous allons donner plusieurs versions et preuves.(a) Dans Rn en version C8 via le théorème de Stokes, proposition 16.117.(b) Dans Rn en version continue, en s’appuyant sur le cas C8 et en faisant un passage

à la limite, théorème 16.118.(c) Dans R2 via l’homotopie, théorème 19.19. Oui, c’est très loin. Et c’est normal parce

que ça va utiliser la formule de l’indice qui est de l’analyse complexe 1.Théorème de Markov-Kakutani 16.121 qui donne un point fixe à une application conti-

nue d’un convexe fermé borné dans lui-même. Ce théorème donnera la mesure de Haar16.122 sur les groupes compacts.

Théorème de Schauder 16.119 qui est une version valable en dimension infinie du théo-rème de Brouwer.

(2) Pour les équations différentielles(a) Le théorème de Schauder a pour conséquence le théorème de Cauchy-Arzela 16.125 pour

les équations différentielles.(b) Le théorème de Schauder 16.119 permet de démontrer une version du théorème de

Cauchy-Lipschitz (théorème 16.123) sans la condition Lipschitz, mais alors sans unicitéde la solution. Notons que de ce point de vue nous sommes dans la même situation quela différence entre le théorème de Brouwer et celui de Picard : hors hypothèse de type«contraction», point d’unicité.

(3) En calcul numérique— La convergence d’une méthode de point fixe est donnée par la proposition 25.55.— La convergence quadratique de la méthode de Newton est donnée par le théorème 25.61.— En calcul numérique, section 25.6— Méthode de Newton comme méthode de point fixe, sous-section 25.7.2.

(4) D’autres utilisation de points fixes.— Processus de Galton-Watson, théorème 28.47.— Dans le théorème de Max-Milgram 17.44, le théorème de Picard est utilisé.

1. On aime bien parce que ça ne demande pas Stokes, mais quand même hein, c’est pas gratos non plus.

3

Thème 4 : Méthode de Newton(1) Nous parlons un petit peu de méthode de Newton en dimension 1 dans 25.7.(2) La méthode de Newton fonctionne bien avec les fonction convexes par la proposition 25.62.(3) La méthode de Newton en dimension n est le théorème 25.68.(4) Un intervalle de convergence autour de α s’obtient par majoration de |g1|, proposition 25.55.(5) Un intervalle de convergence quadratique s’obtient par majoration de |g2|, théorème 25.61.(6) En calcul numérique, section 25.7.

Thème 5 : Enveloppes(1) L’ellipse de John-Loewner donne un ellipsoïde de volume minimum autour d’un compact

dans Rn, théorème 13.212.(2) Le cercle circonscrit à une courbe donne un cercle de rayon minimal contenant une courbe

fermée simple, proposition 14.81.(3) Enveloppe convexe du groupe orthogonal 12.36.

Thème 6 : Produit semi-direct de groupes(1) Définition 2.85.(2) Le corollaire 2.87 donne un critère pour prouver qu’un produit NH est un produit semi-

direct.(3) L’exemple 12.80 donne le groupe des isométries du carré comme un produit semi-direct.(4) Le théorème 12.44 donne les isométries de Rn par IsompRnq “ T pnq ˆρ Opnq où T pnq est

le groupe des translations.(5) La proposition 12.46 donne une décomposition du groupe orthogonal Opnq “ SOpnq ˆρ C2

où C2 “ tId, Ru où R est de déterminant ´1.(6) La proposition 8.44 donne AffpRnq “ T pnq ˆρ GLpn,Rq où AffpRnq est le groupe des

applications affines bijectives de Rn.

Thème 7 : Racines de polynôme et factorisation de polynômes(1) Si A est une anneau, la proposition 3.111 factorise une racine.(2) Si A est un anneau, la proposition 3.113 factorise une racine avec sa multiplicité.(3) Si A est un anneau, le théorème 3.115 factorise plusieurs racines avec leurs multiplicités.(4) Si K est un corps et α une racine dans une extension, le polynôme minimal de α divise tout

polynôme annulateur par la proposition 4.55.(5) Le théorème 4.58 annule un polynôme de degré n ayant n` 1 racines distinctes.(6) La proposition 4.105 nous annule un polynôme à plusieurs variables lorsqu’il a trop de

racines.(7) En analyse complexe, le principe des zéros isolés 19.20 annule en gros toute série entière

possédant un zéro non isolé.(8) Polynômes irréductibles sur Fq.

Thème 8 : Théorème de Bézout(1) Pour Z˚ c’est le théorème 2.24.(2) Théorème de Bézout dans un anneau principal : corollaire 3.69.(3) Théorème de Bézout dans un anneau de polynômes : théorème 3.105.(4) En parlant des racines de l’unité et des générateurs du groupe unitaire dans le lemme 3.9.

Au passage nous y parlerons de solfège.

4

Thème 9 : Équations diophantiennes(1) Équation ax` by “ c dans N, équation (2.57).(2) Dans 2.5.5, nous résolvons ax` by “ c en utilisant Bézout (théorème 2.24).(3) L’exemple 3.79 donne une application de la pure notion de modulo pour x2 “ 3y2 ` 8. Pas

de solutions.(4) L’exemple 3.80 résout l’équation x2`2 “ y3 en parlant de l’extension Zri?2s et de stathme.(5) Les propositions 3.81 et 3.84 parlent de triplets pythagoriciens.(6) Le dénombrement des solutions de l’équation α1n1 ` . . . αpnp “ n utilise des séries entières

et des décomposition de fractions en éléments simples, théorème 16.59.

Thème 10 : Application réciproque(1) Définition 5.172.(2) Dans le cas des réels, des exemples sont donnés en 11.268.

Thème 11 : Extension de corps et polynômes(1) Définition d’une extension de corps 4.37.(2) Pour l’extension du corps de base d’un espace vectoriel et les propriétés d’extension des

applications linéaires, voir la section 6.30.(3) Extension de corps de base et similitude d’application linéaire (ou de matrices, c’est la

même chose), théorème 6.345.(4) Extension de corps de base et cyclicité des applications linéaires, corollaire 6.344.(5) À propos d’extensions de Q, le lemme 4.102.

Thème 12 : Rang(1) Définition 6.12.(2) Le théorème du rang, théorème 6.13(3) Prouver que des matrices sont équivalentes et les mettre sous des formes canoniques, lemme

6.15 et son corollaire 6.16.(4) Tout hyperplan deMpn,Kq coupe GLpn,Kq, corollaire 6.16. Cela utilise la forme canonique

sus-mentionnée.(5) Le lien entre application duale et orthogonal de la proposition 6.32 utilise la notion de rang.(6) Prouver les équivalences à être un endomorphisme cyclique du théorème 6.343 via le lemme

6.342.

Thème 13 : Topologie produit(1) La définition de la topologie produit est 5.5.(2) Pour les espaces vectoriels normés, le produit est donné par la définition 6.197.(3) L’équivalence entre la topologie de la norme produit et la topologie produit est le lemme

6.199.

Thème 14 : Produit de compact(1) Les produits d’espaces métriques compacts sont compacts ; c’est le théorème de Tykhonov.

Nous verrons ce résultat dans les cas suivants.— R, lemme 5.106.— Produit fini d’espaces métriques compacts, théorème 5.147.— Produit dénombrable d’espaces métrique compacts, théorème 5.149.

5

Thème 15 : Connexité(1) Définition 5.67(2) Le groupe SLpn,Kq est connexe par arcs : proposition 12.18.(3) Le groupe GLpn,Cq est connexe par arcs : proposition 12.19.(4) Le groupe GLpn,Cq est connexe par arcs, proposition 12.19.(5) Le groupe GLpn,Rq a exactement deux composantes connexes par arcs, proposition 12.20.(6) Le groupe Opn,Rq n’est pas connexe, lemme 12.14.(7) Les groupe Upnq et SUpnq sont connexes par arcs, lemme 12.15.(8) Le groupe SOpnq est connexe mais ce n’est pas encore démontré, proposition 12.16.(9) Connexité des formes quadratiques de signature donnée, proposition 16.155.

Thème 16 : Norme matricielle et rayon spectral(1) Définition du rayon spectral 6.83.(2) Lien entre norme matricielle et rayon spectral, le théorème 6.91 assure que }A}2 “

aρpAtAq.

(3) Pour toute norme algébrique nous avons ρpAq ď }A}, proposition 6.85.(4) Dans le cadre du conditionnement de matrice. Voir en particulier la proposition 25.42 qui

utilise le théorème 6.91.

Thème 17 : Norme opérateur Pour la norme matricielle et le rayon spectral, voir le thème16.

(1) Définition 6.81.(2) Définition d’une norme d’algèbre 6.82.(3) Pour des espaces vectoriels normée, être borné est équivalent à être continu : proposition

6.217.

Thème 18 : Diagonalisation Des résultats qui parlent diagonalisation(1) Définition d’un endomorphisme diagonalisable : 6.278.(2) Conditions équivalentes au fait d’être diagonalisable en termes de polynôme minimal, y

compris la décomposition en espaces propres : théorème 6.281.(3) Diagonalisation simultanée 6.284, pseudo-diagonalisation simultanée 6.298.(4) Diagonalisation d’exponentielle 6.307 utilisant Dunford.(5) Décomposition polaire théorème 12.31. M “ SQ, S est symétrique, réelle, définie positive,

Q est orthogonale.(6) Décomposition de Dunford 6.303. u “ s ` n où s est diagonalisable et n est nilpotent,

rs, ns “ 0.(7) Réduction de Jordan (bloc-diagonale) 6.334.(8) L’algorithme des facteurs invariants 3.87 donne U “ PDQ avec P et Q inversibles, D

diagonale, sans hypothèse sur U . De plus les éléments de D forment une chaîne d’élémentsqui se divisent l’un l’autre.

Le théorème spectral et ses variantes :(1) Théorème spectral, matrice symétrique, théorème 6.292. Via le lemme de Schur.(2) Théorème spectral autoadjoint (c’est le même, mais vu sans matrices), théorème 6.380(3) Théorème spectral hermitien, lemme 6.286.(4) Théorème spectral, matrice normales, théorème 6.290.

Pour les résultats de décomposition dont une partie est diagonale, voir le thème 35 sur les décom-positions.

6

Thème 19 : Sous-groupes(1) Théorème de Burnside sur les sous groupes d’exposant fini de GLpn,Cq, théorème 6.357.(2) Sous-groupes compacts de GLpn,Rq, lemme 12.38 ou proposition 12.39.

Thème 20 : Mesure et intégrale(1) Mesure de Lebesgue, définition 7.160(2) Intégrale associée à une mesure, définition 7.113

Thème 21 : Équivalence de normes(1) La proposition 6.138 sur l’équivalence des normes dans Rn.(2) Montrer que le problème a´ b est stable dans l’exemple 25.24.

Thème 22 : Espace L2 (L2)(1) Définition de L2pΩ, µq, 18.28.(2) L’espace L2 est discuté en analyse fonctionnelle, en 18.3.6 parce que l’étude de L2 utilise

entre autres l’inégalité de Hölder 18.20.

Thème 23 : Espaces Lp (Lp)(1) Dual de Lp

`r0, 1s˘ pour 1 ă p ă 2, proposition 18.45.

Thème 24 : Théorème de Stokes, Green et compagnie(1) Forme générale, théorème 13.165.(2) Rotationnel et circulation, théorème 15.9.

Thème 25 : Invariants de similitude(1) Théorème 6.331.(2) Pour prouver que la similitude d’applications linéaires résiste à l’extension du corps de base,

théorème 6.345.(3) Pour prouver que la dimension du commutant d’un endomorphisme de E est de dimension

au moins dimpEq, lemme 6.342.(4) Nous verrons dans la remarque 6.332 à propos des invariants de similitude que toute matrice

est semblable à la matrice bloc-diagonale constituées des matrices compagnon (définition6.326) de la suite des polynômes minimals.

Thème 26 : Endomorphismes cycliques(1) Définition 6.248.(2) Son lien avec le commutant donné dans la proposition 6.340 et le théorème 6.343.(3) Utilisation dans le théorème de Frobenius (invariants de similitude), théorème 6.331.

Thème 27 : Formes bilinéaires et quadratiques(1) Les formes bilinéaires ont été définies en 6.63.(2) Forme quadratique, définition 6.361

Thème 28 : Isométries(1) Les isométries de l’espace euclidien sont affines, 12.43.(2) Les isométries de l’espace euclidien comme produit semi-direct : IsompRnq » T pnqˆρOpnq,

théorème 12.44.(3) Isométries du cube, section 2.12.(4) Générateurs du groupe diédral, proposition 12.78.

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Thème 29 : Déterminant

(1) Les n-formes alternées forment un espace de dimension 1, proposition 6.42.(2) Déterminant d’une famille de vecteurs 6.45.(3) Déterminant d’un endomorphisme 6.48.(4) Des interprétations géométriques du déterminant sont dans la section 13.7.

Thème 30 : Polynôme d’endomorphismes

(1) Endomorphismes cycliques et commutant dans le cas diagonalisable, proposition 6.340.(2) Racine carré d’une matrice hermitienne positive, proposition 12.26.(3) Théorème de Burnside sur les sous groupes d’exposant fini de GLpn,Cq, théorème 6.357.(4) Décomposition de Dunford, théorème 6.303.(5) Algorithme des facteurs invariants 3.87.

Thème 31 : Action de groupe

(1) Action du groupe modulaire sur le demi-plan de Poincaré, théorème 10.33.

Thème 32 : Systèmes d’équations linéaires— Algorithme des facteurs invariants 3.87.— Méthode du gradient à pas optimal 16.154.

Thème 33 : Classification de groupes

(1) Structure des groupes d’ordre pq, théorème 12.113.(2) Le groupe alterné est simple, théorème 2.83.(3) Théorème de Sylow 12.99. Tout le théorème, c’est un peu long. On peut se contenter de la

partie qui dit que G contient un p-Sylow.(4) Théorème de Burnside sur les sous groupes d’exposant fini de GLpn,Cq, théorème 6.357.(5) pZ{pZq˚ » Z{pp´ 1qZ, corollaire 4.122.

Thème 34 : Théorie des représentations

(1) Table des caractères du groupe diédral, section 12.14.(2) Table des caractères du groupe symétrique S4, section 12.13.

Thème 35 : Décomposition de matrices

(1) Décomposition de Bruhat, théorème 12.37.(2) Décomposition de Dunford, théorème 6.303.(3) Décomposition polaire 12.31.

Thème 36 : Méthodes de calcul

(1) Théorème de Rothstein-Trager 13.205.(2) Algorithme des facteurs invariants 3.87.(3) Méthode de Newton, théorème 25.68(4) Calcul d’intégrale par suite équirépartie 20.21.

8

Thème 37 : Équations différentielles L’utilisation des théorèmes de point fixe pour l’existencede solutions à des équations différentielles est fait dans le chapitre sur les points fixes.

(1) Le théorème de Schauder a pour conséquence le théorème de Cauchy-Arzela 16.125 pourles équations différentielles.

(2) Le théorème de Schauder 16.119 permet de démontrer une version du théorème de Cauchy-Lipschitz (théorème 16.123) sans la condition Lipschitz

(3) Le théorème de Cauchy-Lipschitz 16.123 est utilisé à plusieurs endroits :— Pour calculer la transformée de Fourier de e´x2{2 dans le lemme 21.15.

(4) Théorème de stabilité de Lyapunov 24.15.(5) Le système proie prédateurs, Lokta-Voltera 24.16(6) Équation de Schrödinger, théorème 24.22.(7) L’équation px´ x0qαu “ 0 pour u P D 1pRq, théorème 22.55.(8) La proposition 24.18 donne un résultat sur y2 ` qy “ 0 à partir d’une hypothèse de crois-

sance.(9) Équation de Hill y2 ` qy “ 0, proposition 24.20.

Thème 38 : Dénombrements— Coloriage de roulette (12.4.8.1) et composition de colliers (12.4.8.2).— Nombres de Bell, théorème 16.82.— Le dénombrement des solutions de l’équation α1n1 ` . . . αpnp “ n utilise des séries entières

et des décomposition de fractions en éléments simples, théorème 16.59.

Thème 39 : Densité(1) Densité des polynômes dans C0

`r0, 1s˘, théorème de Bernstein 26.117.(2) Densité de DpRdq dans LppRdq pour 1 ď p ă 8, théorème 18.40.(3) Densité de S pRdq dans l’espace de Sobolev HspRdq, proposition 23.17.(4) Densité de DpRdq dans l’espace de Sobolev HspRdq, proposition 23.19.

Cela est utilisé pour le théorème de trace 23.21.Les densités sont bien entendu utilisées pour prouver des formules sur un espace en sachant qu’ellessont vraies sur une partie dense. Mais également pour étendre une application définie seulementsur une partie dense. C’est par exemple ce qui est fait pour définir la trace γ0 sur les espaces deSobolev HspRdq en utilisant le théorème d’extension 16.166.

Thème 40 : Injections(1) L’espace de Sobolev H1pIq s’injecte de façon compacte dans C0pĪq, proposition 23.8.(2) L’espace de Sobolev H1pIq s’injecte de façon continue dans L2pIq, proposition 23.8.(3) L’espace L2pΩq s’injecte continument dans D 1pΩq (les distributions), proposition 22.13.

Thème 41 : Dualité Parmi les théorèmes de dualité nous avons(1) Le théorème de représentation de Riesz 17.19 pour les espaces de Hilbert.(2) La proposition 18.45 pour les espaces Lp

`r0, 1s˘ avec 1 ă p ă 2.(3) Le théorème de représentation de Riesz 18.49 pour les espaces Lp en général.

Tous ces théorèmes donnent la dualité par l’application Φx “ xx, .y.

Thème 42 : Opérations sur les distributions(1) Convolution d’une distribution par une fonction, définition par l’équation (22.73).(2) Dérivation d’une distribution, proposition-définition 22.15.(3) Produit d’une distribution par une fonction, définition 22.14.

9

Thème 43 : Permuter des limites

(1) Les théorèmes sur les fonctions définies par des intégrales, section 13.19. Nous avons entreautres

(a) BişB f “

şB Bif , avec B compact, proposition 13.187.

(b) Si f est majorée par une fonction ne dépendant pas de x, nous avons le théorème 13.177.

(c) Si l’intégrale est uniformément convergente, nous avons le théorème 13.178.

(2) Théorème de la convergence monotone, théorème 7.129.

Thème 44 : Convolution

(1) Définition pour f, g P L1, théorème 18.33.(2) Inégalité de normes : si f P Lp et g P L1, alors }f ˚ g}p ď }f}p}g}1, proposition 18.35.(3) ϕ P L1pRq et ψ P S pRq, alors ϕ ˚ ψ P S pRq, proposition 18.79.(4) Les suites régularisantes : limnÑ8 ρn ˚ f “ f dans la proposition 21.17.

Thème 45 : Séries de Fourier— Formule sommatoire de Poisson, proposition 21.9.— Inégalité isopérimétrique, théorème 20.19.— Fonction continue et périodique dont la série de Fourier ne converge pas, proposition 20.16.

Thème 46 : Transformée de Fourier

(1) Définition sur L1, définition 21.2.

(2) La transformée de Fourier d’une fonction L1pRdq est continue, proposition 21.5.(3) L’espace de Schwartz est stable par transformée de Fourier. L’application F : S pRdq Ñ

S pRdq est une bijection linéaire et continue. Proposition 21.12

Thème 47 : Applications continues et bornées

(1) Une application linéaire non continue : exemple 6.215 de ek ÞÑ kek. Les dérivées partiellessont calculées en (17.121).

(2) Une application linéaire est bornée si et seulement si elle est continue, proposition 6.217.

Thème 48 : Définie positive

(1) Une application bilinéaire est définie positive lorsque gpu, uq ě 0 et gpu, uq “ 0 si et seule-ment si u “ 0 est la définition 6.64.

(2) Un opérateur ou une matrice est défini positif si toutes ses valeurs propres sont positives,c’est la définition 6.294.

(3) Pour une matrice symétrique, définie positive implique xAx, xy ą 0 pour tout x. C’est lelemme 6.296.

(4) Une application linéaire est définie positive si et seulement si sa matrice associée l’est. C’estla proposition 6.366.

Remarque : nous ne définissons pas la notion de matrice définie positive dans le cas d’une matricenon symétrique.

10

Thème 49 : Gaussienne(1) Le calcul de l’intégrale ż

R

e´x2dx “ ?π (0.1)est fait dans les exemples 13.81 et 13.82.

(2) Le lemme 21.15 calcule la transformée de Fourier de g�pxq “ e´�}x}2 qui donne ĝ�pξq “`π�

˘d{2e´}ξ}2{4�.

(3) Le lemme 21.18 donne une suite régularisante à base de gaussienne.(4) Elle est utilisée pour régulariser une intégrale dans la preuve de la formule d’inversion de

Fourier 21.20

Thème 50 : InégalitésInégalité de Jensen (1) Une version discrète pour f

`ři λixi

˘, la proposition 11.226.

(2) Une version intégrale pour f` şαdµ

˘, la proposition 18.18.

(3) Une version pour l’espérance conditionnelle, la proposition 26.42.Inégalité de Minkowsky (1) Pour une forme quadratique q sur Rn nous avons

aqpx` yq ďa

qpxq `aqpyq. Proposition 6.373.(2) Si 1 ď p ă 8 et si f, g P LppΩ,A, µq alors }f ` g}p ď }f}p ` }g}p. Proposition 18.23.(3) L’inégalité de Minkowsky sous forme intégrale s’écrit sous forme déballée

„ż

X

´ ż

Y|fpx, yq|dνpyq

¯pdµpxq

1{pď

ż

Y

´ ż

X|fpx, yq|pdµpxq

¯1{pdνpyq. (0.2)

ou sous forme compacte››››x ÞÑ

ż

Yfpx, yqdνpyq

››››p

ďż

Y}fy}pdνpyq (0.3)

Transformée de Fourier Pour tout f P L1pRnq nous avons }f̂}8 ď }f}1, lemme 21.6.Inégalité de normes : si f P Lp et g P L1, alors }f ˚ g}p ď }f}p}g}1, proposition 18.35.

Thème 51 : Théorème central limite(1) Pour les processus de Poisson, théorème 30.5.

Thème 52 : Lemme de transfert Il s’agit du résultat f̂ 1 “ iξf̂ .(1) Lemme 21.11 sur S pRdq(2) Lemme 23.12 pour L2.

Thème 53 : Déduire la nullité d’une fonction depuis son intégrale Des résultats quidisent que si

şf “ 0 c’est que f “ 0 dans un sens ou dans un autre.

(1) Il y a le lemme 7.123 qui dit ça.(2) Un lemme du genre dans L2 existe aussi pour

şfϕ “ 0 pour tout ϕ. C’est le lemme 18.42.

(3) Et encore un pour Lp dans la proposition 18.50.(4) Si

şfχ “ 0 pour tout χ à support compact alors f “ 0 presque partout, proposition 18.1.

(5) La proposition 18.44 donne f “ 0 dans Lp lorsque ş fg “ 0 pour tout g P Lq lorsque l’espaceest σ-fini.

(6) Une fonction h P C8c pIq admet une primitive dans C8c pIq si et seulement sişI h “ 0.

Théorème 16.94.

Table des matières

Thématique 2

Table des matières 11

Index 35

0 Introduction 570.1 Préface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570.2 Auteurs, contributeurs, sources et remerciements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570.3 Les questions pour lesquelles je n’ai pas (encore) de réponse . . . . . . . . . . . . . 59

0.3.1 Mes questions d’analyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590.3.2 Mes questions d’algèbre, géométrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610.3.3 Mes questions de probabilité et statistiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620.3.4 Mes questions de modélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630.3.5 Les preuves à relire par des experts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

0.4 Comment m’aider à rendre ces notes plus utiles ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

1 Construction des ensembles de nombres 691.1 Quelques éléments sur les ensembles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

1.1.1 Lemme de Zorn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691.1.2 Complémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701.1.3 Relations d’équivalence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

1.2 Les naturels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711.3 Les entiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711.4 Quelques structures algébriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711.5 Les rationnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

1.5.1 Suites de Cauchy dans les rationnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731.5.2 Insuffisance des rationnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

1.6 Les réels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771.6.1 L’ensemble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781.6.2 Relation d’ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

1.7 Les complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821.7.1 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

2 Théorie des groupes 852.1 Groupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852.2 Sous groupe normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862.3 Groupe dérivé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872.4 Théorèmes d’isomorphismes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.5 Le groupe et anneau des entiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

2.5.1 Division euclidienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902.5.2 PGCD, PPCM et Bézout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902.5.3 Calcul effectif du PGCD et de Bézout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

2.5.3.1 L’idée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

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12 TABLE DES MATIÈRES

2.5.3.2 Pour le PGCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922.5.3.3 Bézout : calcul effectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

2.5.4 Écriture des fractions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942.5.5 Équation diophantienne linéaire à deux inconnues . . . . . . . . . . . . . . 952.5.6 Quotients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

2.6 Indice d’un sous-groupe et ordre des éléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962.7 Suite de composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982.8 Groupes résolubles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012.9 Action de groupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1022.10 Le groupe symétrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1062.11 Produit semi-direct de groupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1112.12 Isométriques du cube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1132.13 Groupe de torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152.14 Famille presque nulle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

3 Anneaux 1173.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173.2 Binôme de Newton et morphisme de Frobenius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183.3 Décomposition en facteurs premiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.4 Le groupe des racines de l’unité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.5 Fonction indicatrice d’Euler (première partie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

3.5.1 Introduction par les racines de l’unité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223.5.2 Générateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

3.6 Idéal dans un anneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1233.7 Caractéristique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243.8 Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1253.9 Anneau intègre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

3.9.1 PGCD et PPCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1283.9.2 Contenu d’un polynôme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

3.10 Anneau factoriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1303.11 Anneau principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

3.11.1 Bézout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323.11.2 Anneau noetherien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

3.12 Anneau euclidien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333.12.1 Équations diophantiennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1353.12.2 Triplet pythagoriciens et équation de Fermat pour n “ 4 . . . . . . . . . . . 1363.12.3 Lignes et colonnes de matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.12.4 Algorithme des facteurs invariants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

3.13 Anneaux des polynômes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1413.13.1 Irréductibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.13.2 Division euclidienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433.13.3 Bézout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433.13.4 Idéaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443.13.5 Racines des polynômes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1453.13.6 Quelque identités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

4 Corps 1494.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

4.1.1 Corps des fractions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.1.2 Corps premier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.1.3 Petit théorème de Fermat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

4.2 Théorème des deux carrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.2.1 Un peu de structure dans Zris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.2.2 Résultats chinois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

TABLE DES MATIÈRES 13

4.2.3 Anneaux principaux et polynômes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594.3 Extension de corps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

4.3.1 Polynôme minimal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604.3.2 Racines de polynômes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634.3.3 Corps de rupture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1644.3.4 Corps de décomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664.3.5 Clôture algébrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1674.3.6 Extensions séparables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684.3.7 Idéal maximum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

4.4 Espaces de polynômes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1734.4.1 Polynômes symétriques, alternés ou semi-symétriques . . . . . . . . . . . . 1754.4.2 Polynôme symétrique élémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1754.4.3 Relations coefficients racines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

4.5 Polynômes cyclotomiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.5.1 Définitions et propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1794.5.2 Nombres premiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1834.5.3 Théorème de Wedderburn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

4.6 Corps finis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864.6.1 Existence, unicité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1864.6.2 Symboles de Legendre et carrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1894.6.3 Théorème de Chevalley-Warning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1944.6.4 Théorème de l’élément primitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1964.6.5 Construction de Fq . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

4.6.5.1 La version du faignant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.6.5.2 La version plus élaborée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

4.6.6 Exemple : étude de F16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2044.6.7 Polynômes irréductibles sur Fq . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

4.7 Constructions à la règle et au compas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2084.7.1 Quelque constructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2084.7.2 Nombres constructibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2104.7.3 Polygones constructibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2124.7.4 Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

4.8 Minuscule morceau sur la théorie de Galois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

5 Topologie générale 2195.1 Topologie en général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

5.1.1 Définitions basiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2195.1.2 Topologie produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2205.1.3 Séparabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2205.1.4 Topologie métrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2215.1.5 Espace vectoriel normé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225.1.6 Topologie sur l’ensemble des réels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2255.1.7 Base de topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

5.2 Limite et continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2285.3 Compacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

5.3.1 Quelque propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2305.4 Topologie induite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2315.5 Connexité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2325.6 Un peu de topologie réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

5.6.1 Suites numériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2345.6.2 Maximum, supremum et compagnie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

5.6.2.1 . . . et quelque exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2375.6.3 Intervalles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

5.6.3.1 Connexité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241


5.6.3.2 Compacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2435.6.4 Image d’un compact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2455.6.5 Connexité par arcs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

5.7 Espaces métriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2475.7.1 Espaces métrisables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2475.7.2 Fonctions continues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2475.7.3 Caractérisations séquentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2485.7.4 Distance entre un point et un ensemble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2505.7.5 Compacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2515.7.6 Ensembles enchaînés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2565.7.7 Produit fini d’espaces métriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

5.8 Ensembles nulle part denses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2585.9 Encore de la topologie réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

5.9.1 Ouverts et fermés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2595.9.2 Intérieur, adhérence et frontière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2595.9.3 Point d’accumulation, point isolé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2615.9.4 Limite de suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

5.10 Application réciproque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2625.11 Topologie des semi-normes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

5.11.1 Espace dual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2655.11.2 Espace CkpR, E1q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

5.12 Espaces de Baire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

6 Espaces vectoriels 2696.1 Parties libres, génératrices, bases et dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2696.2 Applications linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

6.2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2726.2.2 Rang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

6.3 Matrice d’une application linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2746.3.1 Écriture dans une base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2746.3.2 Changement de base : vecteurs de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2766.3.3 Changement de base : coordonnées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2776.3.4 Changement de base : matrice d’une application linéaire . . . . . . . . . . . 2776.3.5 Changement de base : matrice d’une forme bilinéaire . . . . . . . . . . . . . 277

6.4 Dualité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2786.4.1 Orthogonal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2786.4.2 Transposée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2786.4.3 Transposée : sans le dual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2816.4.4 Polynômes de Lagrange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2816.4.5 Dual de Mpn,Kq . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

6.5 Déterminants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2836.5.1 Formes multilinéaires alternées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2836.5.2 Déterminant d’une famille de vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2866.5.3 Déterminant d’un endomorphisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2876.5.4 Déterminant de Vandermonde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2896.5.5 Déterminant de Gram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2926.5.6 Déterminant de Cauchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2926.5.7 Matrice de Sylvester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2926.5.8 Théorème de Kronecker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

6.6 Directions conservées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2966.6.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2966.6.2 Matrice orthogonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2976.6.3 Comment trouver la matrice d’une symétrie donnée ? . . . . . . . . . . . . . 298

6.6.3.1 Symétrie par rapport à un plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298


6.6.3.2 Symétrie par rapport à une droite . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2996.6.3.3 En résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

6.7 Normes et distances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3006.7.1 Introduction : valeur absolue et norme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3006.7.2 Norme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

6.8 Produit scalaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3026.8.1 Projection et angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3046.8.2 Angle entre deux vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3066.8.3 Procédé de Gram-Schmidt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

6.9 Norme opérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3076.9.1 Norme algébrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3096.9.2 Normes de matrices et d’applications linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

6.10 Produit vectoriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3126.11 Topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

6.11.1 Boules et sphères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3136.11.2 Ouverts, fermés, intérieur et adhérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3156.11.3 Point isolé, point d’accumulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

6.12 Équivalence des normes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3226.12.1 En dimension finie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3236.12.2 Contre-exemple en dimension infinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

6.13 Suites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3256.13.1 Limites, convergence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3256.13.2 Critère de Cauchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

6.14 Séries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3266.15 Série réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

6.15.1 Rappels et définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3296.15.2 Critères de convergence absolue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3296.15.3 Critères de convergence simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

6.15.3.1 Critère d’Abel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3316.15.4 Quelques séries usuelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3326.15.5 Moyenne de Cesaro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3336.15.6 Écriture décimale d’un nombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

6.16 Exponentielle de matrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3376.17 Sommes de familles infinies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

6.17.1 Convergence commutative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3386.18 Mini introduction aux nombres p-adiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

6.18.1 La flèche d’Achille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3426.18.2 La tortue et Achille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3426.18.3 Dans les nombres p-adiques, c’est vrai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

6.19 Fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3446.20 Produit fini d’espaces vectoriels normés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

6.20.1 Norme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3446.20.2 Suites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

6.21 Applications multilinéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3486.22 Méthode de Gauss pour résoudre des systèmes d’équations linéaires . . . . . . . . . 3496.23 Orthogonalité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3506.24 Calcul différentiel dans un espace vectoriel normé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

6.24.1 Différentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3506.24.2 (non ?) Différentiabilité des applications linéaires . . . . . . . . . . . . . . . 3516.24.3 Dérivation en chaine et formule de Leibnitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3526.24.4 Différentielle partielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3566.24.5 Formule des accroissements finis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3576.24.6 L’inverse, sa différentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360


6.24.7 Projection orthogonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3626.25 Polynôme d’endomorphismes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

6.25.1 Polynômes d’endomorphismes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3646.25.2 Calcul effectif de l’exponentielle d’une matrice . . . . . . . . . . . . . . . . 3666.25.3 Polynôme minimal et minimal ponctuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3666.25.4 Polynôme caractéristique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

6.26 Valeur propre et vecteur propre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3756.27 Espaces hermitiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3766.28 Diagonalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377

6.28.1 Matrices semblables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3776.28.2 Endomorphismes diagonalisables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3786.28.3 Diagonalisation : cas complexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3816.28.4 Diagonalisation : cas réel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3836.28.5 Pseudo-réduction simultanée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

6.29 Sous espaces caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3866.29.1 Théorèmes de décomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3876.29.2 Diverses conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3896.29.3 Diagonalisabilité d’exponentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3916.29.4 Valeurs singulières . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

6.30 Extension du corps de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3926.30.1 Extension des applications linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3936.30.2 Projections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3946.30.3 Rang, polynôme minimal, polynôme caractéristique . . . . . . . . . . . . . . 397

6.31 Frobenius et Jordan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3996.31.1 Matrice compagnon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3996.31.2 Réduction de Frobenius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3996.31.3 Forme normale de Jordan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

6.32 Commutant et endomorphismes cycliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4036.32.1 Endomorphisme cyclique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4036.32.2 Commutant : cas diagonalisable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4046.32.3 Commutant : cas général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

6.33 Endomorphismes nilpotents et trigonalisables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4096.33.1 Endomorphismes nilpotents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4096.33.2 Endomorphismes trigonalisables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4116.33.3 Théorème de Burnside . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4136.33.4 Théorème de Lie-Kolchin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414

6.34 Formes bilinéaires et quadratiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4176.34.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4176.34.2 Topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4176.34.3 Matrice associée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4176.34.4 Dégénérescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4196.34.5 Inégalité de Minkowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4206.34.6 Ellipsoïde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421

6.35 Théorème spectral auto-adjoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4226.36 Mini introduction au produit tensoriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

6.36.1 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4256.36.2 Application d’opérateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

6.37 Coordonnées cylindriques et sphériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4266.38 Méthode de Gauss pour résoudre des systèmes d’équations linéaires . . . . . . . . . 426


7 Tribus, théorie de la mesure 4297.1 Tribus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429

7.1.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4297.1.1.1 Tribu induite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4307.1.1.2 Tribu borélienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4317.1.1.3 Les boréliens de R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

7.1.2 Tribu de Baire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4317.2 Théorie de la mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433

7.2.1 Mesure et algèbre de parties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4347.2.2 Mesure sur un espace mesurable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4367.2.3 Mesure extérieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4427.2.4 Espace mesuré complet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4447.2.5 Prolongement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

7.3 Applications mesurables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4547.3.1 Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4547.3.2 D’une tribu à l’autre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4547.3.3 Mesure image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4577.3.4 Régularité d’une mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4587.3.5 Théorème de récurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

7.4 Mesurabilité des fonctions à valeurs réelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4637.4.1 Quelques mots à propos de R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4637.4.2 Limite supérieure et inférieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4637.4.3 Fonctions à valeurs réelles sur un espace mesurable . . . . . . . . . . . . . . 4647.4.4 Fonction étagée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4707.4.5 Fonctions réelle à variables réelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473

7.5 Intégrale par rapport à une mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4737.5.1 Quelque propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4757.5.2 Permuter limite et intégrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478

7.5.2.1 Convergence uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4787.5.2.2 Convergence monotone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4797.5.2.3 Convergence dominée de Lebesgue . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481

7.5.3 Produit d’une mesure par une fonction (mesure à densité) . . . . . . . . . . 4837.6 Tribu produit, mesure produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

7.6.1 Produit d’espaces mesurables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4847.6.2 Le cas des boréliens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4857.6.3 Produit de mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486

7.7 Mesure de Lebesgue sur R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4917.7.1 Mesure et tribu de Lebesgue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4957.7.2 Propriétés de la mesure de Lebesgue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4967.7.3 Ensemble de Cantor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5017.7.4 Ensemble de Vitali (non mesurable) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

7.8 Tribu et mesure de Lebesgue sur Rd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5047.8.1 Ensembles négligeables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5057.8.2 Parties et fonctions mesurables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5067.8.3 Propriétés d’unicité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5067.8.4 Régularité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

8 Espaces affines 5098.1 Repères affines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5098.2 Classification affine des conique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5108.3 Applications affines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5128.4 Isomorphismes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5138.5 Sous espaces affines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5138.6 Barycentre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515


8.6.1 Enveloppe convexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5178.7 Repères, coordonnées cartésiennes et barycentriques . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

8.7.1 Équation de droite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5228.8 Structure du groupe des applications affines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522

9 Géométrie hyperbolique 5259.1 Inversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

9.1.1 Cercles perpendiculaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5259.1.2 Inversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526

10 Espaces projectifs 53110.1 Sous espaces projectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53110.2 Espace projectifs comme «complétés» d’espaces affines . . . . . . . . . . . . . . . . 53310.3 Théorème de Pappus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53510.4 Homographies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536

10.4.1 Homographies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53610.4.2 Le groupe projectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537

10.5 Coordonnées homogènes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53810.5.1 Dualité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53810.5.2 Polynômes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54010.5.3 Repères projectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54110.5.4 Birapport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542

10.6 Sphère de Riemann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54410.6.1 Action du groupe modulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544

11 Analyse réelle 55111.1 Limite et continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551

11.1.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55111.1.2 Propriétés de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55211.1.3 Limites de fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55311.1.4 Règles simples de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558

11.2 Limites à plusieurs variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55811.2.1 Règle de l’étau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56011.2.2 Méthode des chemins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56111.2.3 Méthode des coordonnées polaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56211.2.4 Méthode du développement asymptotique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56611.2.5 Continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56611.2.6 La fonction la moins continue du monde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56811.2.7 Approche topologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56911.2.8 Continuité de la racine carré, invitation à la topologie induite . . . . . . . . 57111.2.9 Limites en des nombres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57311.2.10Limites quand tout va bien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57311.2.11Discussion avec mon ordinateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57811.2.12Limites et prolongement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578

11.3 Dérivée : exemples introductifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57911.3.1 La vitesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57911.3.2 La tangente à une courbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58011.3.3 L’aire en dessous d’une courbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581

11.4 Définition de la dérivée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58111.5 Continuité et dérivabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58211.6 Dérivation de fonctions d’une variable réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583

11.6.1 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58311.6.1.1 La fonction fpxq “ x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58311.6.1.2 La fonction fpxq “ x2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583


11.6.1.3 La fonction fpxq “ ?x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58311.6.2 Calcul de la dérivée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58411.6.3 Interprétation géométrique : tangente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58411.6.4 Interprétation géométrique : approximation affine . . . . . . . . . . . . . . . 585

11.7 Opérations sur les dérivées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58611.7.1 Développement limité au premier ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587

11.8 Espace des fonctions continues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58711.9 Uniforme continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59211.10Compacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59411.11Dérivation et croissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59511.12Dérivée directionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599

11.12.1Dérivée partielle et directionnelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60011.12.1.1 Quelques propriétés et notations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601

11.13Dérivée suivant un vecteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60111.13.1Gradient : direction de plus grande pente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

11.14Différentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60511.14.1Exemples introductifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60511.14.2Définition de la différentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60611.14.3Unicité de la différentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60911.14.4Cas particuliers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61011.14.5Calcul de valeurs approchées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61011.14.6Prouver qu’un fonction n’est pas différentiable . . . . . . . . . . . . . . . . 613

11.14.6.1 Continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61311.14.6.2 Linéarité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61311.14.6.3 Cohérence des dérivées partielles et directionnelle . . . . . . . . . 61511.14.6.4 Un candidat dans la définition (marche toujours) . . . . . . . . . . 615

11.14.7Règles de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61611.14.8Linéarité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61711.14.9Produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61711.14.10Différentielle de fonction composée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61911.14.11Différentielle et dérivées partielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62211.14.12Plan tangent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62311.14.13Calcul de différentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62311.14.14Notes idéologiques quant au concept de plan tangent . . . . . . . . . . . . . 62411.14.15Gradient et recherche du plan tangent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624

11.15Jacobienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62611.15.1Rappels et définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626

11.16Fonctions à valeurs dans Rn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62611.17Graphes de fonctions de plusieurs variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62711.18Graphes de fonctions à plusieurs variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63011.19Courbes de niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63111.20Fonctions de classe C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63511.21Dérivée directionnelle de fonctions composées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63611.22Théorèmes des accroissements finis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63811.23Fonctions Lipschitziennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63911.24Différentielles d’ordre supérieur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641

11.24.1 Identification des espaces d’applications multilinéaires . . . . . . . . . . . . 64111.24.2Fonctions différentiables plusieurs fois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641

11.25Développement asymptotique, théorème de Taylor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64411.25.1Fonctions «petit o» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64411.25.2Autres formulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64511.25.3Formule et reste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64611.25.4Reste intégral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646


11.25.5Exemple : un calcul heuristique de limite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64711.26Fonctions convexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647

11.26.1 Inégalité des pentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64711.26.2Convexité et régularité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64911.26.3Dérivées d’une fonction convexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64911.26.4Graphe d’une fonction convexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65111.26.5Quelque inégalités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

11.26.5.1 Inégalité de Jensen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65511.26.5.2 Inégalité arithmético-géométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65511.26.5.3 Inégalité de Kantorovitch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

11.27Suites de fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65711.27.1Convergence de suites de fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65711.27.2Convergence uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65711.27.3Permuter avec les dérivées partielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

11.28Recherche d’extrema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65911.29Fonctions réelles de deux variables réelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660

11.29.1Limites de fonctions à deux variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66011.29.2Dérivées partielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66211.29.3Différentielle et accroissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66211.29.4Recherche d’extrema locaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663

11.30Les fonctions à valeurs vectorielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66311.31Fonctions vectorielles de plusieurs variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66411.32Champs de vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664

11.32.1Matrice jacobienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66411.33Divergence, rotationnel et l’opérateur nabla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66511.34Interprétation de la divergence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66711.35Quelques formules de Leibnitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66811.36La différentielle revisitée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669

11.36.1Les formes différentielles de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66911.36.2Différentielle comme élément de l’espace dual . . . . . . . . . . . . . . . . . 66911.36.3Différentielles de fonctions composées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67011.36.4Exemple de composée : les coordonnées polaires . . . . . . . . . . . . . . . . 671

11.37Quelque rappels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67211.38Continuité et dérivabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672

11.38.1Quelques formules à connaître . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67511.39Application réciproque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675

11.39.1Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67511.39.2Graphe de la fonction réciproque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67611.39.3Théorème de la bijection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

11.40Rappels de trigonométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67911.41Fonctions trigonométriques réciproques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681

11.41.1La fonction arc sinus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68111.41.2La fonction arc cosinus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68311.41.3La fonction arc tangente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

11.42Trigonométrie hyperbolique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68511.43Développement limité autour de zéro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68611.44Règles de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689

11.44.1Linéarité des développements limités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68911.44.2Développement limité d’un quotient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69111.44.3Développement limité d’une fonction composée . . . . . . . . . . . . . . . . 691

11.45Développement au voisinage de x0 ‰ 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69211.46Application au calcul de limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69311.47Développement au voisinage de l’infini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694


11.48Étude d’asymptote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

12 Retour sur les groupes 70512.1 Action de groupe et connexité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70512.2 Espaces de matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707

12.2.1 Dilatations et transvections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70712.2.2 Connexité de certains groupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71312.2.3 Densité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71512.2.4 Racine carré d’une matrice hermitienne positive . . . . . . . . . . . . . . . 71712.2.5 Racine carré d’une matrice symétrique positive . . . . . . . . . . . . . . . . 71812.2.6 Décomposition polaires : cas réel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71812.2.7 Enveloppe convexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72112.2.8 Décomposition de Bruhat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723

12.3 Sous-groupes du groupe linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72512.4 Isométries de l’espace euclidien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728

12.4.1 Structure du groupe IsompRnq . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72912.4.2 Classification des isométries de R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73212.4.3 Classification des isométries de R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73312.4.4 Isométries dans Rn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73812.4.5 Groupes finis d’isomorphismes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74112.4.6 Théorème de Sylvester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74412.4.7 Groupe diédral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744

12.4.7.1 Définition et générateurs : vue géométrique . . . . . . . . . . . . . 74412.4.7.2 Générateurs : vue abstraite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74612.4.7.3 Classes de conjugaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74912.4.7.4 Le compte pour n pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75012.4.7.5 Le compte pour n impair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750

12.4.8 Applications : du dénombrement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75012.4.8.1 Le jeu de la roulette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75012.4.8.2 L’affaire du collier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751

12.5 Théorèmes de Sylow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75212.6 Un peu de classification de groupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757

12.6.1 Automorphismes du groupe Z{nZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75712.6.2 Groupes abéliens finis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75812.6.3 Groupes d’ordre pq . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76112.6.4 Groupe monogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76312.6.5 Fonction indicatrice d’Euler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764

12.7 Nombres premiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76412.8 Chiffrement RSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766

12.8.1 Mise en place par Bob . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76612.8.2 Chiffrement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76712.8.3 Déchiffrement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76712.8.4 Une imprudence à ne pas commettre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76712.8.5 Problèmes calculatoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76812.8.6 La solidité de RSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76812.8.7 Note non mathématique pour doucher l’enthousiasme . . . . . . . . . . . . 768

12.9 Représentations et caractères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76912.9.1 Crochet de dualité et transformée de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . 77012.9.2 Groupes non abéliens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77112.9.3 Représentations linéaires des groupes finis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77212.9.4 Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77312.9.5 Structure hermitienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77512.9.6 Caractères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775

12.10Équivalence de représentations et caractères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776


12.10.1Représentation régulière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77812.10.2Caractères et représentations : suite et fin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779

12.11Représentation produit tensoriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78212.12Exemple sur le groupe symétrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78212.13Table des caractères du groupe symétrique S4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78312.14Table de caractères du groupe diédral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784

12.14.1Représentations de dimension un . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78512.14.2Représentations de dimension deux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78512.14.3Le compte pour n pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78712.14.4Le compte pour n impair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787

13 Intégration 78913.1 Théorème de la moyenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78913.2 Mesure à densité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789

13.2.1 Théorème de Radon-Nikodym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78913.2.2 Mesure complexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79113.2.3 Théorème d’approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79213.2.4 Mesure à densité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792

13.3 Constructions plus naïves de la mesure et de l’intégrale dans le cas réel . . . . . . . 79213.3.1 Mesure de Lebesgue, version rapide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79213.3.2 Pavés et subdivisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79313.3.3 Intégrale d’une fonction en escalier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79613.3.4 Intégrales partielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79613.3.5 Réduction d’une intégrale multiple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79713.3.6 Propriétés de l’intégrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79813.3.7 Intégrales multiples, cas général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79913.3.8 Réduction d’une intégrale multiple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79913.3.9 Intégrales sur des parties de R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80113.3.10 Intégrales sur des parties de R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80413.3.11Fonctions et ensembles non bornés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807

13.4 Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80713.5 Primitives et intégrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808

13.5.1 Primitives et intégrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81113.5.2 Intégrales impropres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812

13.6 Théorème de Fubini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81513.6.1 Théorème de Fubini-Tonelli et de Fubini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815

13.7 Interprétation géométrique du déterminant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82013.7.1 Par rapport à la mesure de Lebesgue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82013.7.2 En petite dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82113.7.3 Produit vectoriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82213.7.4 Produit mixte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82313.7.5 Déterminant en dimension deux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82513.7.6 Déterminant en dimension trois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825

13.8 Changement de variables dans une intégrale multiple . . . . . . . . . . . . . . . . . 82613.8.1 Des lemmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82613.8.2 Le théorème et sa démonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82713.8.3 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83113.8.4 Récapitulatif des changements de variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834

13.8.4.1 Coordonnées polaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83413.8.4.2 Coordonnées cylindriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83413.8.4.3 Coordonnées sphériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834

13.8.5 Changement de variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83513.8.5.1 Coordonnées polaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83513.8.5.2 Coordonnées sphériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836


13.8.6 Coordonnées polaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83613.8.7 Coordonnées cylindriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83713.8.8 Coordonnées sphériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837

13.9 Forme différentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83813.9.0.1 L’isomorphisme musical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839

13.10Intégrale sur une variété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84013.10.1Mesure sur une carte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840

13.10.1.1 Exemple : la mesure de la sphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84113.10.2 Intégrale sur une carte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84113.10.3Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84213.10.4Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84213.10.5Formes différentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84413.10.6 Intégrale d’une fonction sur une variété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845

13.11Intégrales curvilignes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84613.11.1Chemins de classe C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84613.11.2 Intégrer une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84613.11.3 Intégrer un champ de vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84813.11.4 Intégrer une forme différentielle sur un chemin . . . . . . . . . . . . . . . . 84813.11.5 Intégration d’une forme différentielle sur un chemin . . . . . . . . . . . . . 84913.11.6 Interprétation physique : travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85013.11.7 Intégrer un champs de vecteurs sur un bord en 2D . . . . . . . . . . . . . . 85113.11.8 Intégrer une forme différentielle sur un bord en 2D . . . . . . . . . . . . . . 85113.11.9 Intégrer une forme différentielle sur un bord en 3D . . . . . . . . . . . . . . 85113.11.10Intégrer d’un champ de vecteurs sur un bord en 3D . . . . . . . . . . . . . 85213.11.11Dérivées croisées et forme différentielle exacte . . . . . . . . . . . . . . . . . 852

13.12Surfaces paramétrées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85313.12.1Graphe d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854

13.13Intégrales de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85513.13.1 Intégrale d’une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85513.13.2 Intégrale d’un champ de vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856

13.14Intégrales de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85713.14.1Aire d’une surface paramétrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85713.14.2 Intégrale d’une fonction sur une surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85813.14.3Aire d’une surface de révolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85913.14.4 Intégrale d’une 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861

13.15Flux d’un champ de vecteurs à travers une surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86113.16Divergence, Green, Stokes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864

13.16.1Théorème de la divergence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86413.16.2Formule de Green . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86513.16.3Formule de Stokes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867

13.16.3.1 Quelle est la bonne orientation ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86713.17Résumé des intégrales vues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868

13.17.1L’intégrale d’une fonction sur les réels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86813.17.2 Intégrale d’une fonction sur un chemin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86813.17.3 Intégrale d’une fonction sur une surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86813.17.4 Intégrale d’une fonction sur un volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86913.17.5Conclusion pour les fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87013.17.6Circulation d’un champ de vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87013.17.7Flux d’un champ de vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87013.17.8Conclusion pour les champs de vecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87013.17.9Attention pour les surfaces fermées ! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871

13.18Intégrales convergeant uniformément . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87213.18.1Définition et propriété . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872


13.18.2Critères de convergence uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87313.19Fonctions définies par une intégrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874

13.19.1Continuité sous l’intégrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87413.19.2Le coup du compact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87613.19.3Dérivabilité sous l’intégrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87613.19.4Absolue continuité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87713.19.5Différentiabilité sous l’intégrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879

13.20Formes différentielles exactes et fermées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88213.21Théorème d’Abel angulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884

13.21.1Passage à la limite sous le signe intégral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88813.21.2 Intégrale en dimension un . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88813.21.3 Intégrales convergentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88913.21.4La méthode de Rothstein-Trager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889

13.22Ellipsoïde de

Documents

LeFrido,volume2 · Thème10:Applicationréciproque (1)Déﬁnition5.172. (2)Danslecasdesréels,desexemplessontdonnésen11.268. Thème11:Extensiondecorpsetpolynômes (1)Déﬁnitiond’uneextensiondecorps4.37