(Séries, intégrales) 2M250 - 2016-2017



 Sur cette page on trouvera des informations sur le cours, les feuilles d'exercices et leurs corrigés (partiels) ainsi que les interrogations écrites.

Notation
: La note finale du module sera obtenu en sommant une note de contrôle continu et une note d'examen. La note de contrôle continu sera basée sur les interrogations écrites en classe et la participation en TD.  Cette note est sur 25 (si la note finale d'examen est supérieure à celle du CC, celle d'examen divisée par 3 sera utilisée).

La note d'examen est sur 75.

Attention, les notes des interrogations écrites en classe seront harmonisées entre les différents groupes de TD.

DEUXIÈME SESSION 7 JUIN 15h - 17h00. 

Dernière modification : Grégory Ginot, 01 juin 2016

Cours


Le cours sera basé (mais cependant distinct) sur ceux des années précédentes. En particulier,

on pourra consulter les polys suivants :


C
es notes de cours (ainsi que des annales etc) sont disponibles sur la page de Jean-Lin Journé que je vous invite à consulter.

Etat du cours: Le premier cours a été consacré à des révisions sur les suites, la notion de convergence et divergence, manipulations sommatoires. En particulier séries géométriques et coefficients binomiaux, rappels sur les inégalités et l'intégration, quelques exemples et rappels des fonctions usuelles, dérivées, équivalents et DL à connaître.
Théorème des suites adjacentes et critère CV+CV= CV et CV+DV= DV. Rappels sur les cas simples de la décompositions en éléments simples.
Chapitre I:  (Intégrales généralisées) Motivation via les calculs d'aires. Définition des singularités d'une fonction définie et continue sauf en un nombre fini de points.
Définition de la convergence (et éventuelle valeur) d'une intégrale ayant une seule singularité, située en un des bornes.
Définition de la convergence absolue. Proposition: ACV implique CV. Théorème de comparaison (pour les fonctions positives),
cas des inégalités et des équivalents. Nombreux exemples. 
Critères de Riemann et Bertrand (et leurs démonstrations) en une borne infinie et une borne finie. 
Définition de la convergence pour le cas de singularités multiples ou celles qui ne sont pas au bord. Comparaison de
cette définition en termes de limites dépendant de plusieurs paramètres et équivalence avec l'existence de limites (à droite, à gauche) pour une primitive en les singularités.
  Intégrales semi-CV par l'exemple de sin(t)/t et critère d'Abel.
.

Rappels de cours à connaître impérativement sur les critères de convergence.

Chapitre II : (Séries numériques)
Définition et terminologie de suite, convergence (absolue et semi-convergence) d'une série, somme et reste d'une série convergente. Exemple fondamental des séries géométriques (à connaître par coeur) et cas d'une série téléscopique.
Critère de divergence grossière d'une série, théorème de comparaison pour les séries positives, critère de Riemann, Bertrand pour les séries et théorème de comparaison séries-intégrales.  Critères de D'Alembert et de Cauchy.

Cas des séries non-positives. Critère des séries alternées et exemples. Critère d'Abel et exemple.

Chapitre III : (Séries de fonctions)
Définition et terminologie des suites de fonctions, convergence simple des suites de fonctions. Exemple de x^n sur [0,1].
Séries de Fonctions, définition des notions de convergence simple, absolue et normale (caractérisation en terme de sup et en terme
d'une série numérique majorante qui converge). Domaine de convergence. Exemple important à connaître:  la série géométrique.  
Etude de la série de terme général x^n/n (Domaine de CV, CVN et utilisation de Fubini pour l'identifier à -ln(1-x)).
Théorème de continuité des séries de fonctions, de dérivabilité des séries de fonction et principe de localité (pour n'avoir à vérifier les hyp. de CV normale que sur une famille de sous-intervalles recouvrant un plus gros; il est important de comprendre ce principe assez subtil mais finalement assez facile à utiliser). Théorème de Fubini et exemples...
Rappels de cours sur le théorème de dérivabilité et celui de Fubini

Chapitre IV : (Séries entières)
 Définition formelle (cas des variables complexes et réelles), domaine de convergence, premiers exemples : polynômes, série de Taylor d'une fonction de classe C∞, série géométrique (notre exemple préféré). Définition des fonctions DSE (développables en Série entières), exemples et contre-exemples (les précédents, plus exp et ln(1+x) (exemple favori numéro 2)  ou 1/1-x et exp(-1/x^2)). Lemme d'Abel pour les séries entières. Définition du rayon de convergence R d'une série et description des propriétés de convergence d'une série à l'intérieur et l'extérieur du disque de rayon R. Critères de Cauchey et D'Alembert pour trouver le rayon de CV; exemples.

Propriétés de continuité, dérivablité etc des sommes de séries entières (et le fait que la série dérivée a le même rayon de convergence). Exemples de fonctions DSE. Somme et produits de séries entières et fonctiosn DSE (minoration du rayon de convergence). Exemples.  Rayon de CV du DSE de f(x^k) quand f est DSE. Etude du DSE de la fonction (1+x)^a par la méthode de l'éqution différentielle (cette dernière est à connaitre impérativement). Autre exemple de résolution d'équation différentielle par des fonctions DSE.

Chapitre V : (aperçu des séries de Fourier) 
cf la feuille de TD 6 ci-dessous pour un rappel des notions et  résultats importants.
Rappels sur les fonctons continues ou de classe C1 par morceaux et
les fonctions périodiques (existence d'une plus petite période, somme et dérivée restent périodiques, l'intégrale d'une fonction est la même sur tout intervalle de longueur la période). Séries trigonométriques et équivalences entre les séries complexes (en exp(inx) et exp(-inx)) et les séries réelles (en cos(nx) et sin(mx)).

Exemple des polynomes trigonométriques et série trigonométrique associée à une série entière.

Définition de la série de Fourier d'une fonction (continue par morceaux, et absolument convergente).
Identité de Parseval et corollaires (les coeffs de Fourier tendent vers 0, si deux fonctions continues ont les mêmes coefficients, alors elles sont égales).
Théorème de convergence de Dirichlet et Théorème de convergence normale pour les fcts C1 par morceaux qui sont de  plus continues.


Les cours ont lieu tous les Jeudi  8h30 (précises) – 10h30 (plus epsilon) ... Amphi 34 A à partir du 10 novembre.

  



DEVOIR
Il est facultatif; à rendre à votre chargé de TD ou en cours. Au plus tard pour le 10 novembre. Vous pouvez le rédiger à 2.
Devoir . (Selon les groupes de TD, le devoir peut être différent)
Corrigé du Devoir
(mis à jour le 10 novembre 2016).


Interrogations   Ecrites

Il y aura 3 interrogations écrites qui compteront pour le contrôle continu. Les interrogations sont différentes dans chaque groupe.



 Quelques examens des années précédentes:




Progression  des TDs (Groupe G2)

Mardi 8h45 - 10h30 et Mercredi 16h-17h45 en 24-34, salle 212


On peut télécharger les exercices et les corrigés des exercices non-vus en classe (plus tardivement bien sur) feuille de TD par feuille de TD.


Feuille 1:  Exercices traités en TD: 1,2,3, 4

Feuille 2:  Exercices traités en TD: 1, 3, 5

Feuille 3:  Exercices traités en TD: 1, 2, 3, 4 , 6
Feuille 4:  Exercices traités en TD: 1, 2, 3, 4
Feuille 5:  Exercices traités en TD: 1, 2, 3, 4, 5, 6
Feuille 6:  Exercices traités en TD:
  • feuille d'exercice n° 6 .   (mis à jour le 30 novembre 2016). Cette feuille contient un rappel des notions et théorèmes importants du chapitre !