Algèbre et probabilités

Gourdon

Utilisée dans les 9 développements suivants :

Invariants de similitude (réduction de Frobenius)
Théorème de Müntz
Réduction des endomorphismes normaux
Statistiques du nombre de cycles d'une permutation aléatoire
Lemme des noyaux, application
Idempotents et fonctions puissances de l'anneau Z/nZ
Trigonalisation simultanée
Théorème spectral et ses trois corollaires
Corps des nombres algébriques

Utilisée dans les 23 leçons suivantes :

190 (2024) Méthodes combinatoires, problèmes de dénombrement.
105 (2024) Groupe des permutations d'un ensemble fini. Applications.
157 (2024) Matrices symétriques réelles, matrices hermitiennes.
120 (2024) Anneaux Z/nZ. Applications.
125 (2024) Extensions de corps. Exemples et applications.
126 (2023) Exemples d’équations en arithmétique.
141 (2024) Polynômes irréductibles à une indéterminée. Corps de rupture. Exemples et applications.
144 (2024) Racines d'un polynôme. Fonctions symétriques élémentaires. Exemples et applications.
148 (2024) Dimension d'un espace vectoriel (on se limitera au cas de la dimension finie). Rang. Exemples et applications.
149 (2024) Déterminant. Exemples et applications.
150 (2024) Polynômes d'endomorphisme en dimension finie. Réduction d'un endomorphisme en dimension finie. Applications.
152 (2024) Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.
156 (2024) Endomorphismes trigonalisables. Endomorphismes nilpotents.
159 (2024) Formes linéaires et dualité en dimension finie. Exemples et applications.
226 (2024) Suites vectorielles et réelles définies par une relation de récurrence $u_{n+1} = f(u_n)$. Exemples. Applications à la résolution approchée d'équations.
102 (2024) Groupe des nombres complexes de module 1. Racines de l'unité. Applications.
121 (2024) Nombres premiers. Applications.
142 (2024) PGCD et PPCM, algorithmes de calcul. Applications.
151 (2024) Sous-espaces stables par un endomorphisme ou une famille d'endomorphismes d'un espace vectoriel de dimension finie. Applications.
154 (2024) Exemples de décompositions de matrices. Applications.
155 (2024) Exponentielle de matrices. Applications.
123 (2024) Corps finis. Applications.
191 (2024) Exemples d'utilisation de techniques d'algèbre en géométrie.

Utilisée dans les 9 versions de développements suivants :


Utilisée dans les 42 versions de leçons suivantes :

  • Leçon :
  • Remarque :
    Cette leçon est un vrai plaisir car tout (ou presque) est dans le Grifone !
    Elle était dans mon tirage le jour J mais je ne l'ai pas prise, préférant la 125. J'ai en effet eu peur du fait que comme c'est une leçon considérée comme "facile", le jury attende un niveau de fou dessus... Je pense qu'il faut bien connaître les démos (au moins les idées) de la base extraite, de la base incomplète, du fait que toutes les bases ont même cardinal... De même, il faut savoir justifier qu'un sous-espace vectoriel d'un espace vectoriel de dimension finie est de dimension finie (c'est facile mais avec le stress le jour J on peut oublier l'argument...)
    Concernant les développements, j'ai mis le théorème des extrema liés (+ un lemme d'algèbre linéaire sur la dualité que j'ai oublié d'écrire ici) car cela utilise à de multiples reprises la dimension finie et car c'était un développement que j'avais beaucoup travaillé donc je pouvais le réinvestir le plus possible. Evidemment, on peut trouver des choses plus simples à proposer... Le DEV 2 se justifie par le fait qu'on fait une récurrence sur la dimension. C'est en effet une application très pratique de la dimension finie, on a quelques théorèmes fondamentaux qui se démontrent comme ça (le théorème spectral par exemple...)
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  • Remarque :
    Il me semble que les gens font souvent l'impasse sur cette leçon (en tout cas c'était le cas dans ma prépa agreg) mais ça ne me paraît pas si compliqué de travailler ça. J'ai même plutôt apprécié le faire car j'ai appris plein de trucs notamment sur l'aspect géométrique avec les matrices de Gram : voir le document sur le site de Jérôme Von Buhren.
    J'ai choisi de le définir à la manière de Gourdon (car c'est comme ça que j'avais appris en 1ère année) mais Grifone fait d'une autre manière... à voir selon les préférences.
    Le jour J, je n'aurais certainement pas mis la PROP 34 sur le déterminant de Cauchy car la démonstration est IMMONDE.
    Pour le DEV 2, attention au cas d'égalité, il faut le traiter soigneusement. Il est souvent bâclé dans les références (Gourdon et Grifone)
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  • Remarque :
    Cette leçon est l'une des premières que j'ai faites (la toute première je crois) et je l'ai présentée en classe. Le développement que j'ai fait au tableau était le DEV 1 : réduction des endomorphismes normaux. On m'a ensuite demandé de prouver que si un sev est stable par un endo normal, alors son orthogonal l'est aussi : il faut bien regarder la preuve, elle n'est pas du tout évidente si on ne l'a jamais vue !
    Il faut aussi savoir démontrer : Si un endo $u$ est diagonalisable et si $F$ est un sev stable par $u$, $u_F$ est aussi diagonalisable.
    Il faut aussi être au point sur la co-diagonalisabilité (d'autant que ça tombe souvent aux écrits !!).
    On peut ajouter le critère de diagonalisabilité sur un corps fini (qu'il faut savoir démontrer).

    J'ai eu tendance à prendre trop de livres pour la réduction, il vaut mieux en choisir un ou deux une bonne fois pour toutes (genre Mansuy et Grifone)
    Pour le développement sur la décomposition de Dunford, attention à la version que vous choisissez ! Si c'est l'une des deux qui sont dans le Gourdon, il faut prendre la deuxième (qui est celle qui figure dans cette leçon). En effet, une prof nous avait assuré que le jury n'aimait pas la première version. On peut aussi démontrer le lemme des noyaux pour aller vers les projecteurs spectraux (et recaser ainsi mieux dans PGCD-PPCM)
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