Modélisation et résolutions numérique et symbolique de problèmes via les logiciels Maple et MATLAB (MODEL) oCours n 1 : Introduction à Maple Stef Graillat & Mohab Safey El Din Université Pierre et Marie Curie (Paris 6) S. Graillat& M. Safey (Univ. Paris 6) MODEL (cours n˚1) 1 / 45Format du cours Équipe pédagogique : Stef Graillat (responsable), Mohab Safey El Din Évaluation des connaissances un examen réparti n˚1 (25%), un examen réparti n˚2 (60%) et une note de TD/TME (15%) 10 séances de TME (dont certains seront à rendre) Horaire Cours : le jeudi de 13h30 à 15h30 (salle 23-24/102) TD/TME : le vendredi de 13h30 à 15h30 (salle 23-24/102) et de 15h45 à 17h45 (salle 31/313) Site web : http://www-pequan.lip6.fr/~graillat/teach/model/index.html S. Graillat& M. Safey (Univ. Paris 6) MODEL (cours n˚1) 2 / 45Objectifs du cours Objectifs : Concept mathématique : définition mathématique de concepts et de quantités Algorithme : comment calculer de manière efficace et robuste ces quantités sur ordinateur (via l’utilisation de MATLAB et Maple)? Résolution de problème : utiliser les concepts et les algorithmes pour résoudre des problèmes concrets S. Graillat& M. Safey (Univ. Paris 6) MODEL (cours n˚1) 3 / 45Champs d’application Les notions vues dans ce cours interviennent dans : la cryptographie. la robotique le traitement du signal le d’image la géométrie algorithmique la biologie etc. S. Graillat& M. Safey (Univ. Paris 6) MODEL (cours n˚1) 4 / 45Calcul formel / calcul ...
Équipe pédagogique: Stef Graillat (responsable), Mohab Safey El Din
Évaluation des connaissances un examen réparti n˚1 (25%), un examen réparti n˚2 (60%) et une note de TD/TME (15%) 10 séances de TME (dont certains seront à rendre) Horaire Cours : le jeudi de 13h30 à 15h30 (salle 23-24/102) TD/TME : le vendredi de 13h30 à 15h30 (salle 23-24/102) et de 15h45 à 17h45 (salle 31/313) Site web: http://www-pequan.lip6.fr/~graillat/teach/model/index.html
)MODris6v.Pa(Uni/354˚n)1uosrLEc(
Objectifs:
Concept mathématique: définition mathématique de concepts et de quantités Algorithme: comment calculer de manièreefficace et robusteces quantités sur ordinateur (via l’utilisation de MATLAB et Maple) ? Résolution de problème: utiliser les concepts et les algorithmes pour résoudre des problèmes concrets
Objectifs du cours
S.S.M&yefaiarGtall
DOM)6siraP.vinU(eyaf.S&MatllaiGr
etc.
la biologie
la robotique
le traitement du signal
le traitement d’image
la géométrie algorithmique
Champs d’application
Les notions vues dans ce cours interviennent dans :
la cryptographie.
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Exemple : Résoudref=0 oùf∈Q[X] « Calculer »toutesles racines réelles (ou complexes) Déciderl’existence d’une racine réelle Retourner uneapproximation« proche » d’une racine réelle (ou complexe)
Paradigmes de résolution : Approches globales: Calculer toutes les solutions avec une certaine garantie sur le résultat retourné. Approches itératives (locales) d’ ne: Calculer une approximatio n u solution locale (dans un certain domaine) par itération d’une certaine fonction (à déterminer)
Calcul formel / calcul numérique
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→calcul symbolique-numérique: utiliser quand cela est possible des algorithmes numériques (au sein d’algorithmes symboliques) en contrôlant la précision des résultats
Familles d’algorithmes : Algorithmes symboliques: fournissent une représentationexactedu résultat mais peuvent être lentsCalcul Formel Cryptographie, codes correcteurs d erreurs (sécurité en informatique), ’ Géométrie algorithmique, Problèmes de classification Algorithmes numériques: exécutés enprécision finie, ils sont plus rapides en général mais fournissent des résultats approchésCalcul numérique Validation numérique, Arithmétique des ordinateurs, Simulation numérique
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ra.GlailSnU(yP.vi.M&tefaSDEL(couraris6)MO5
→calcul symbolique-numérique: utiliser quand cela est possible des algorithmes numériques (au sein d’algorithmes symboliques) en contrôlant la précision des résultats
Familles d’algorithmes : Algorithmes symboliques: fournissent une représentationexactedu résultat mais peuvent être lentsCalcul Formel Cryptographie, codes correcteurs d’erreurs (sécurité en informatique), Géométrie algorithmique, Problèmes de classification Algorithmes numériques: exécutés enprécision finie, ils sont plus rapides en général mais fournissent des résultats approchésCalcul numérique Validation numérique, Arithmétique des ordinateurs, Simulation numérique
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Familles d’algorithmes : Algorithmes symboliques: fournissent une représentationexactedu résultat mais peuvent être lentsCalcul Formel Cryptographie, codes correcteurs d’erreurs (sécurité en informatique), Géométrie algorithmique, Problèmes de classification Algorithmes numériques: exécutés enprécision finie, ils sont plus rapides en général mais fournissent des résultats approchésCalcul numérique Validation numérique, Arithmétique des ordinateurs, Simulation numérique
→calcul symbolique-numérique: utiliser quand cela est possible des algorithmes numériques (au sein d’algorithmes symboliques) en contrôlant la précision des résultats
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S.Graillat&aS.M(yefvinUraP.6)isDEMOcoL(snur
Plan général du cours
Introduction à Maple Codes correcteurs d’erreurs Cryptographie Comptage et isolation de racines de polynômes, application au tracé de courbes certifiées Résolution de systèmes polynomiaux Présentation et introduction à MATLAB Décomposition en valeurs singulières, application à la compression d’image Calcul de vecteurs propres, valeurs propres, application à l’algorithme PageRank de Google Transformée de Fourier discrète, application en traitement du signal et en calcul formel Méthode de Monte-Carlo, application au pricing d’option en finance
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Objectifs
Maîtriser les concepts et commandes de base de Maple