Licence 3, Math, Equations Différentielles

F. Berthelin


Programme du module :  18 h de cours et 36 h de Td.

Contenu du cours :

Ce cours présente les bases de la théorie des équations différentielles. Il commence par la théorie linéaire. Un résultat d'existence et d'unicité des solutions dans ce cadre est démontré. Ensuite les différentes techniques de calcul des solutions sont étudiées. En particulier le cas des systèmes linéaires, celui de l'ordre n scalaire  et celui avec des seconds membres sont traités. La description des systèmes dynamiques 2x2 linéaire est ensuite réalisée. La suite du cours  concerne la théorie non-linéaire. Un résultat d'existence et d'unicité des solutions dans ce cadre est admis. Des exemples simples de cas où la résolution explicite est possible sont étudiés. Ensuite des études qualitatives dans les autres cas sont réalisés. Tout d'abord, via le lemme de Gronwall et le Théorème des bouts. Ensuite la technique via les développements en série est étudiée. Puis des études qualitatives plus systématiques sont réalisées. Nous introduisons pour cela des outils : champ de vecteurs, intégrale première, linéarisation afin d'obtenir des portraits de phase. Finalement le cours se termine par la méthode des caractéristiques dans des cas simples afin de ramener l'étude d'équations aux dérivées partielles linéaires du premier ordre à deséquations différentielles.

  Chapitre 1: Introduction aux équations différentielles ,    1 semaine de cours et 1 semaine de Td
  Chapitre 2 : Equations différentielles linéaires ,      3 semaines de cours et  3 semaines de Td  
  Chapitre 3 : Systèmes dynamiques 2x2 linéaires,         1 semaine  de cours et 1 semaine de Td                                               
  Chapitre 4 : Equations différentielles non-linéaires,          2 semaines de cours et  2 semaines de Td 
  Chapitre 5 : Développements en séries des équations différentielles,      1 semaine de cours et 1 semaine de Td
  Chapitre 6 : Etudes qualitatives et portraits de phases,               3.5 semaines de cours et     3.5 semaines de Td
  Chapitre 7 : EDP linéaire du premier ordre,     0.5 semaine de cours et     0.5 semaine  de Td

Feuilles de Td :
  Fiche 1 : Type d'équations différentielles et Cauchy-Lipschitz linéaire
  Fiche 2 : Exponentielle de matrice et résolution de systèmes d'équations différentielles linéaires
  Fiche 3 : Systèmes linéaires et ordre n scalaire constant
  Fiche 4 : Résolution ordre n constant avec second membre
  Fiche 5 : Systèmes dynamiques 2x2 linéaires
  Fiche 6 : Exemples d'équations différentielles non-linéaires
  Fiche 7 : Lemme de Gronwall et Théorème des bouts
  Fiche 8 : Développements en séries des équations différentielles
  Fiche 9 : Champ de vecteurs, équations autonomes et intégrales premières
  Fiche 10 : Portraits de phases
  Fiche 11 : Etudes qualitatives
  Fiche 12 : Entonnoirs. Méthode des caractéristiques

La note du module se compose de
 * une partie de controle continue en TD  : 4 petites interrogations écrites de 10, 15 ou 20 minutes pendant les TD
 * un partiel : sur les fiches de TD 1, 2, 3, 4, 5 et 6 et le cours chapitres 1 à 4.
 * un partiel final : sur l'ensemble du programme.

Le calcul de la note finale se fera a priori selon :

Note finale  module = (Note interrogations en TD + 2 x Note  partiel + 3 x Note partiel final) / 6.

Dates des cours et TD (sous reserve de modifications) :

lundi 23 janvier Cours 1 + Cours 2
lundi 30 janvier Cours 3 + TD 1 + TD 2
lundi 6 février Cours 4 + TD 3 + TD 4
lundi 13 février Cours 5 + TD 5 + TD 6  (Interro 1)
lundi 20 février Cours 6 + TD 7 + TD 8
lundi 27 février [Pause pédagogique]
lundi 5 mars Cours 7 + TD 9 + TD 10  (Interro 2)
lundi 12 mars Cours 8 + TD 11 + TD 12
lundi 19 mars  Partiel  de 13h00 à 14h45
lundi 26 mars
lundi 2 avril Cours 9 + Cours 10 + TD 14  +  séance le matin TD 13 (M3/2 de 8h30 à 10h)
lundi 16 avril Cours 11 + TD 16 + TD 17  (Interro 3) +  séance le matin TD 15 (M3/2 de 8h30 à 10h)
lundi 23 avril [Pause pédagogique]
lundi 30 avril TD18 + TD 19 + TD 20  
lundi 7 mai Cours 12 + TD 21 + TD 22  (Interro 4)
lundi 14 mai  TD 23 + TD 24
Partiel final : le 31 mai de 13h à 15h


Cours : Florent Berthelin
TD : Claire Scheid





Les groupies du lemme de Gronwall