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Presenting basic results of topology, calculus of several variables, and approximation theory which are rarely treated in a single volume, this textbook includes several beautiful, but almost forgotten, classical theorems of Descartes, Erdős, Fejér, Stieltjes, and Turán. The exposition style of Topology, Calculus and Approximation follows the Hungarian mathematical tradition of Paul Erdős and others. In the first part, the classical results of Alexandroff, Cantor, Hausdorff, Helly, Peano, Radon, Tietze and Urysohn illustrate the theories of metric, topological and normed spaces. Following this, the general framework of normed spaces and Carathéodory's definition of the derivative are shown to simplify the statement and proof of various theorems in calculus and ordinary differential equations. The third and final part is devoted to interpolation, orthogonal polynomials, numerical integration, asymptotic expansions and the numerical solution of algebraic and differential equations. Students of both pure and applied mathematics, as well as physics and engineering should find this textbook useful. Only basic results of one-variable calculus and linear algebra are used, and simple yet pertinent examples and exercises illustrate the usefulness of most theorems. Many of these examples are new or difficult to locate in the literature, and so the original sources of most notions and results are given to help readers understand the development of the field.
Cet ouvrage est un cours d'introduction à la théorie des équations différentielles ordinaires, accompagné d'un exposé détaillé de différentes méthodes numériques permettant de les résoudre en pratique. La première partie présente quelques techniques importantes de l'analyse numérique : interpolation polynomiale, méthodes d'intégration numérique, méthodes itératives pour la résolution d'équations. Suit un exposé rigoureux des résultats de base sur l'existence, l'unicité et la régularité des solutions des équations différentielles, incluant une étude détaillée des équations usuelles du premier et du second ordre, des équations et systèmes différentiels linéaires, de la stabilité des solutions et leur dépendance par rapport aux paramètres. Une place substantielle est accordée à la description des méthodes numériques à un pas ou multi-pas, avec une étude comparative de la stabilité et du coût en temps de calcul. Agrémenté de nombreux exemples concrets, le texte propose des exercices et des problèmes d'application à la fin de chaque chapitre. Cette troisième édition a été enrichie de nouveaux exemples et exercices et de compléments théoriques et pratiques : comportement des suites itératives, théorème des fonctions implicites et ses conséquences géométriques, critère de maximalité des solutions d'équations différentielles, calcul des géodésiques d'une surface, flots de champ de vecteurs... Cet ouvrage est surtout destiné aux étudiants (licence (L3), masters scientifiques, écoles d'ingénieurs, agrégatifs de mathématiques). Les enseignants, professionnels (physiciens, mécaniciens...) l'utiliseront comme outil de base.