Toutes les mathématiques et les bases de l'informatique
Horst Stöcker
Dunod
Chapitre 1 . Calcul numérique (arithmétique)1
1.1 Ensembles1
1.2 Systèmes numériques5
1.3 Entiers naturels8
1.4 Entiers relatifs13
1.5 Nombres rationnels (nombres fractionnaires)13
1.6 Calculer avec des quotients16
1.7 Mathématiques financières18
1.8 Nombres complexes23
1.9 Nombres réels23
1.10 Nombres complexes23
1.11 Calculer avec des nombres réels25
1.12 Formule du binôme38
Chapitre 2 . Équations et inégalités (algèbre)43
2.1 Lois algébriques fondamentales43
2.2 Équations à une inconnue47
2.3 Équations linéaires49
2.4 Équations quadratiques50
2.5 Équations cubiques51
2.6 Équations de degré quatre (équations quartiques)53
2.7 Équations de degré quelconque54
2.8 Équations rationnelles55
2.9 Équations irrationnelles56
2.10 Équations transcendantes57
2.11 Équations avec des valeurs absolues59
2.12 Inégalités61
2.13 Résolution numérique d'équations62
Chapitre 3 . Géométrie et trigonométrie du plan69
3.1 Lieux géométriques70
3.2 Constructions de base70
3.3 Angles72
3.4 Triangles semblables et théorème de Thalès75
3.5 Triangles78
3.6 Quadrilatères94
3.7 Polygones réguliers98
3.8 Objets curvilignes101
Chapitre 4 . Géométrie des solides105
4.1 Théorèmes généraux105
4.2 Prisme106
4.3 Pyramide108
4.4 Polyèdre régulier109
4.5 Autres solides111
4.6 Cylindre112
4.7 Cône113
4.8 Sphère115
4.9 Géométrie sphérique117
4.10 Solides de révolution120
4.11 Géométrie fractale122
Chapitre 5 . Fonctions127
5.1 Suites, séries et fonctions127
5.2 Discussion sur les courbes136
5.3 Propriétés de base des fonctions143
Fonctions simples
149
5.4 Fonction constante149
5.5 Fonction saut152
5.6 Fonction valeur absolue157
5.7 Fonction de Dirac (delta)161
5.8 Fonction partie entière, partie fractionnaire (ou mantisse)165
Fonctions polynomiales
169
5.9 Fonction linéaire droite169
5.10 Fonction quadratique parabole173
5.11 Équation cubique177
5.12 Fonctions puissances de degré plus élevé181
5.13 Polynômes de degré plus élevé187
5.14 Représentation de polynômes et polynômes particuliers191
Fonctions rationnelles
208
5.15 Hyperbole209
5.16 Inverse d'une fonction quadratique212
5.17 Fonctions puissances avec un exposant négatif217
5.18 Quotient de deux polynômes221
Fonctions algébriques irrationnelles
230
5.19 Fonction racine carrée230
5.20 Fonction racine234
5.21 Fonctions puissances à exposant fractionnaire237
5.22 Racines de fonctions rationnelles242
Fonctions transcendantes
250
5.23 Fonctions logarithmiques251
5.24 Fonction exponentielle256
5.25 Fonctions exponentielles de puissances263
5.26 Fonctions sinus et cosinus hyperboliques271
5.27 Fonctions tangente hyperbolique et cotangente hyperbolique278
5.28 Fonctions sécante hyperbolique et cosécante hyperbolique285
Fonctions hyperboliques inverses
289
5.29 Argument sinus hyperbolique et argument cosinus hyperbolique291
5.30 Argument tangente hyperbolique et argument cotangente hyperbolique294
5.31 Argument sécante hyperbolique et argument cosécante hyperbolique298
Fonctions trigonométrîques
301
5.32 Fonctions sinus et cosinus306
5.33 Fonctions tangente et cotangente325
5.34 Sécante et cosécante332
Fonctions trigonométriques inverses
338
5.35 Fonctions arc sinus et arc cosinus340
5.36 Fonctions arc tangente et arc cotangente344
5.37 Fonctions arc sécante et arc cosécante348
Courbes planes
352
5.38 Courbes algébriques d'ordre n352
5.39 Courbes cydoïdales358
5.40 Spirales360
5.41 Autres courbes359
Chapitre 6 . Calcul vectoriel363
6.1 Algèbre vectorielle363
6.2 Produit scalaire372
6.3 Produit vectoriel de deux vecteurs377
6.4 Produit mixte de vecteurs379
Chapitre 7 . Systèmes de coordonnées383
7.1 Systèmes de coordonnées en dimension deux383
7.2 Transformation de coordonnées en dimension deux385
7.3 Systèmes de coordonnées en dimension trois388
7.4 Transformation de coordonnées en dimension trois391
7.5 Application à l'infographie393
7.6 Transformations393
7.7 Projections408
7.8 Transformation fenêtre-clôture (window-viewport transformation)414
Chapitre 8 . Géométrie analytique417
8.1 Éléments du plan417
8.2 Droite418
8.3 Cercle422
8.4 Ellipse424
8.5 Parabole428
8.6 Hyperbole431
8.7 Équation générale des coniques435
8.8 Éléments dans l'espace437
8.9 Droites dans l'espace439
8.10 Plans dans l'espace441
8.11 Forme normale d'une surface d'ordre deux (quadrique)445
8.12 Surface générale d'ordre deux (quadrique)449
Chapitre 9 . Matrices, déterminants et systèmes d'équations linéaires453
9.1 Matrices453
9.2 Matrices spéciales456
9.3 Opérations sur les matrices463
9.4 Déterminants472
9.5 Systèmes d'équations linéaires485
9.6 Méthodes de résolution numérique 488
9.7 Résolution itérative des systèmes d'équations linéaires504
9.8 Table des méthodes de résolution509
9.9 Equations aux valeurs propres511
9.10 Tenseurs514
Chapitre 10 . Algèbre de boole application à l'algèbre de la commutation517
10.1 Notions de base517
10.2 Opérateurs booléens518
10.3 Fonctions booléennes522
10.4 Formes normales523
10.5 Diagrammes de Karnaugh-Veitch527
10.6 Minimisation selon Quine et McCluskey530
10.7 Logique multivaluée et logique floue533
Chapitre 11 . Graphes et algorithmes537
11.1 Graphes537
11.2 Couplages541
11.3 Réseaux de transport541
Chapitre 12 . Calcul différentiel545
12.1 Dérivée d'une fonction545
12.2 Règles de dérivation548
12.3 Théorème des accroissements finis555
12.4 Dérivées d'ordre supérieur556
12.5 Méthodes d'approximation des dérivées561
12.6 Dérivation des fonctions de plusieurs variables563
12.7 Applications du calcul différentiel567
Chapitre 13 . Géométrie différentielle573
13.1 Courbes planes573
13.2 Courbes de l'espace581
13.3 Surfaces586
Chapitre 14 . Séries infinies589
14.1 Séries589
14.2 Critères de convergence590
14.3 Séries de Taylor et de MacLaurln593
14.4 Séries entières596
14.5 Développements en série et en produit particuliers599
Chapitre 15 . Calcul intégral607
15.1 Définition et intégrabillté607
15.2 Règles d'intégration613
15.3 Méthodes d'intégration618
15.4 Intégration numérique629
15.5 Théorème de la moyenne637
15.6 Intégrales de courbes, surfaces et volumes638
15.7 Fonctions en représentation paramétrique641
15.8 Intégrales multiples et applications643
15.9 Applications techniques du calcul intégral649
Chapitre 16 . Analyse vectorielle657
16.1 Champs657
16.2 Dérivation et intégration des vecteurs660
16.3 Gradient et potentiel665
16.4 Dérivée suivant une direction et gradient vectoriel667
16.5 Divergence et théorème de Green-Ostrogradsky669
16.6 Rotationnel et théorème de Stokes673
16.7 Laplacien et formules de Green676
16.8 Résumé680
Chapitre 17 . Variables et fonctions complexes683
17.1 Nombres complexes683
17.2 Opérations arithmétiques élémentaires avec les nombres complexes690
17.3 Fonctions élémentaires d'une variable complexe695
17.4 Applications des fonctions complexes704
17.5 Dérivation des fonctions d'une variable complexe709
17.6 Intégration dans le plan complexe713
Chapitre 18 . Équations différentielles721
18.1 Définitions générales721
18.2 Interprétation géométrique723
18.3 Méthodes de résolution des équations différentielles du premier ordre725
18.4 Équations différentielles linéaires du premier ordre726
18.5 Quelques équations particulières729
18.6 Équations différentielles du second ordre730
18.7 Equations différentielles linéaires du second ordre731
18.8 Équations différentielles d'ordre n738
18.9 Systèmes d'équations différentielles couplées du premier ordre745
18.10 Systèmes d'équations différentielles linéaires homogènes à coefficients constants747
18.11 Équations aux dérivées partielles749
18.12 Intégration numérique des équations différentielles755
Chapitre 19 . Transformation de fourier771
19.1 Séries de Fourie771
19.2 Intégrales de Fourier788
19.3 Transformation de Fourier discrète (TFD)794
19.4 Transformation en ondelettes807
Chapitre 20 . Transformation de laplace et transformation en Z819
20.1 Introduction819
20.2 Définition de la transformation de Laplace820
20.3 Théorèmes de transformation822
20.4 Décomposition en éléments simples830
20.5 Équations différentielles linéaires à coefficients constants834
20.6 Transformation en z855
Chapitre 21 . Théorie des probabilités et statistique mathématique865
21.1 Combinatoire865
21.2 Événements aléatoires866
21.3 Probabilité des événements871
21.4 Variables aléatoires et leurs lois875
21.5 Théorèmes limites894
21.6 Variables aléatoires multidimensionnelles897
21.7 Fondements de la statistique mathématique904
21.8 Paramètres décrivant la distribution des valeurs mesurées908
21.9 Distributions particulières912
21.10 Analyse par échantillonnage aléatoire (théorie des tests statistiques et de l'estimation)918
21.11 Fiabilité939
21.12 Ajustement, régression941
Chapitre 22 . Logique floue947
22.1 Ensembles flous947
22.2 Concept flou949
22.3 Graphes fonctionnels pour la modélisation des ensembles flous949
22.4 Opérations sur les ensembles flous954
22.5 Relations floues963
22.6 Inférence floue966
22.7 Méthodes de défuzzification967
22.8 Exemple : pendule rigide969
22.9 Réalisations floues974
Chapitre 23 Réseaux de neurones977
23.1 Fonctionnement et structure977
23.2 Réalisation du modèle neuronal979
23.3 Apprentissage supervisé981
23.4 Apprentissage non supervisé989
Chapitre 24 . Ordinateurs993
24.1 Systèmes d'exploitation993
24.2 Langages de programmation de haut niveau1000
Introduction au Pascal
1007
24.3 Structure de base1007
24.4 Variables et types1007
24.5 Les instructions1014
24.6 Procédures et fonctions1020
24.7 Récursivité1024
24.8 Algorithmes de base1025
24.9 Bibliothèque graphique1029
Introduction au C
1030
Introduction au C++
1041
Introduction au Fortran
1048
Calcul formel
1056
Chapitre 25 . Tables d'intégrales1073
25.1 Intégrales de fonctions rationnelles1073
25.2 Intégrales de fonctions irrationnelles1087
25.3 Intégrales de fonctions transcendantes1099
25.4 Intégrales définies1120
Index
1127
Formulaire
1159