Algèbre linéaire

MATH-111(a)

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Informations générales

COURS D'ALGEBRE LINEAIRE
MATH-111(a), sections GC, SC et SIE


Vous êtes sur la page du cours d'algèbre linéaire du Dr. Sébastien Basterrechea. Vous y trouverez les informations nécessaires (séries d'exercices, test, examen, etc.) et serez amenés à consulter cette page régulièrement tout au long du semestre.


Déroulement du cours

Les cours se déroule en classe normale pour la totalité du semestre.

Contenu du cours

Le cours suit essentiellement le livre:

  • [AL] David C. Lay, Algèbre linéaire et Applications (traduction en français de la 4ème édition, Pearson).

En complément de cours, 

Horaires du cours

Le cours aura lieu 

  • les mardis, de 13:15 à 15:00 dans l'auditoire Co 2
  • et les jeudis, de 14:15 à 16:00, dans l'auditoire Co 3

Les cours seront systématiquement filmés et retransmis en direct via la plateforme Mediaspace :

Les vidéos seront ensuite stockées sur la chaîne du cours. 

Exercices

Les sessions d'exercices auront lieu de 16:15 à 18h00.

Elles vous permettent d'acquérir les notions théoriques et sont obligatoires! Il est important de suivre une bonne méthode de travail (compréhension de l'énoncé, étude de l'exercice, démarche de résolution, solution). Souvent, les exercices devront être terminés et revus en dehors des heures d'exercices. Les séries d'exercices résolues ne doivent pas être rendues, elles ne seront pas individuellement corrigées par les assistant.e.s.

Vous pouvez (sans obligation) vous répartir dans les salles d'exercices de la manière suivante : 

  • GR C0 01 (64 places) : Etudiants SIE
  • GC D0 386 (42) : Etudiants SC (Nom de famille A -> L)
  • GC A1 416 (23) : Etudiants SC (Nom de famille M -> Z)
  • CM 0 9 (40) : Etudiants GC (Nom de famille A -> H) 
  • CM 0 10 (48) : Etudiants GC (Nom de famille I -> Z)

Test intermédiaire, examen, et calcul de la note finale
  • Un test intermédiaire aura lieu en semaine 10 pour vous permettre d'évaluer vos connaissances, mais ce dernier ne fournira aucun bonus pour l'examen final. Il aura une durée de 60 minutes et est prévu en novembre, les détails vous parviendront plus tard dans le semestre.
  • L'examen propédeutique portera sur la totalité du cours et des séries d’exercices et donnera lieu à une note de 1 à 6. Aucun document ne sera autorisé, ni calculatrice ou autre appareil électronique.
  • La note finale du cours est basée uniquement sur le résultat de l'examen final de janvier. Les exercices du cours et le test intermédiaire ne sont pas comptabilisés dans la note. 
  • Les modalités de l'examen final (précisions sur la forme et le contenu) seront communiquées avant fin décembre.

Travail personnel

Il est attendu que chaque personne consacre en moyenne six heures par semaine au travail personnel, cela en plus des heures de cours et des séances d'exercices. En particulier, il est important de réviser la théorie donnée au cours d'une semaine à l'autre.


Bibliographie

Les références pour ce cours sont les suivantes:

  • David C. Lay, Algèbre linéaire et Applications (traduction en français de la 4ème édition, Pearson).
  • David C. Lay, Linear Algebra and its Applications (second or third Addison-Wesley edition, third update, fourth or new Pearson international edition).

D'autres références sont aussi possibles, par exemple :

  • R. Dalang et A. Chaabouni, Algèbre Linéaire: aide-mémoire, exercices et applications. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes (2ème édition 2004)

Plusieurs exemplaires de ces ouvrages sont disponibles dans la collection d'enseignement de la bibliothèque du Learning Center de l'EPFL. Des livres sont disponibles à l'achat à la Librairie Polytechnique du Learning Center. La bourse aux livres de l'AGEPoly peut aussi avoir des exemplaires d'occasion. L'achat par commande sur internet est aussi possible.


Semaine 1

Sections: 1.1, 1.2  [AL, pp. 1-23]

Thèmes: systèmes linéaires, matrices associées, opérations élémentaires, positions de pivot, algorithme de Gauss-Jordan.



Semaine 2

Sections: 1.3, 1.4, 1.5 [AL, pp. 26-50]

Thèmes: vecteurs, équations vectorielles, combinaisons linéaires, produit matrice-vecteur, équation matricielle, espace des colonnes, systèmes (in)homogènes.





Semaine 3

Thèmes: indépendance linéaire, famille libre-liée, forme matricielle, expression géométrique des solutions, calcul matriciel

Erratum : faute de signe dans la matrice de l'exemple de forme matricielle : 

\begin{pmatrix}1 & 1 & 1 \\2 & -1 & 9 \\0 & 1 & \underbrace{{-2}}_{\text{faute!}}\end{pmatrix}




Semaine 4

Thèmes: calcul matriciel, somme et multiplication de matrices, puissance d’une matrice, transposée, matrices inversibles, matrices élémentaires, algorithme de calcul pour l’inverse, 


Semaine 5

Thèmes: Algorithme de calcul pour la matrice inverse, transformations linéaires, matrice canonique associée à une transformation linéaire


Semaine 6

Thèmes: Applications injectives, surjectives, bijective. Déterminant. 


Semaine 7

Thèmes: le déterminant d'une matrice carrée, calcul avec la méthode de Gauss-Jordan, critère d'inversibilité




Semaine 8

Thèmes: Espaces vectoriels, sous-espaces vectoriels


Semaine 9

Thèmes: Bases, coordonnées, matrices de changements de base, dimension d'espaces vectoriels.


Semaine 10

Thèmes: dimensions, théorème du rang, valeurs propres et vecteurs propres



Semaine 11

Thèmes: valeurs propres, vecteurs propres, diagonalisation, produit scalaire, norme, 


Semaine 12

Thèmes : orthogonalité, projection orthogonale, algorithme de Gram-Schmidt


Semaine 13

Thèmes : Méthode des moindres carrés, droite de régression, matrices symétriques, diagonalisation en base orthogonale


Semaine 14

Thème : Décomposition en valeurs singulières


RaQ+ Examen

Séance de Réponses aux Questions:

Le vendredi 19 janvier 2023 de 14h15 à 15h45 en BCH 2201.

Déroulement:

-de 14h15 à 14h45: M. Favi donne des indications sur la structure de l'examen et ses conseils pour le jour J. Réponses aux questions d'ordre général.

-de 14h45 à 15h45:  AE + M. Favi répondent à vos questions ponctuelles.

Merci de faire parvenir vos questions d'ordre général aux délégués de classe au moins 48h avant la séance pour que j'ai la liste au moins 24h avant la séance de RaQ.

Examen:

Le lundi 20 janvier 2025 de 9h15 à 12h45 en XXX.  

80 points au total (calibré sur 3h + 30' de relecture)

Il y a aura des questions à choix multiple, des vrai/faux et des questions ouvertes. Nous ne pouvons pas divulguer le nombre de chaque type de question mais la structure reste semblable à celle des examens des années précédentes.