Mathématiques pour l'agrégation
Analyse et probabilités
Jean-Étienne Rombaldi
Deboeck supérieur
Avant-proposVII
1 Le corps des nombres réels1
1.1 Corps totalement ordonnés1
1.2 Minorants et majorants dans un corps totalement ordonné6
1.3 Suites à valeurs dans un corps totalement ordonné8
1.4 Corps totalement ordonnés archimédiens14
1.5 Une construction du corps des réels20
1.6 Le corps totalement ordonné ℝ21
1.7 Unicité du corps des réels26
1.8 Exercices27
2 Espaces métriques31
2.1 Distances, espaces métriques et topologie31
2.2 Suites à valeurs dans un espace métrique39
2.3 Compacité43
2.4 Le théorème de Baire49
2.5 Limites réelles supérieure et inférieure52
2.6 Limites et continuité des fonctions54
2.7 Continuité et compacité61
2.8 Un théorème de point fixe67
2.9 Continuité et connexité70
2.10 Espaces topologiques71
2.11 Exercices76
3 Espaces vectoriels normés83
3.1 Semi-normes et normes83
3.2 Suites dans un espace vectoriel normé87
3.3 Continuité dans les espaces normés90
3.4 Espaces vectoriels normés de dimension finie101
3.5 Opérateurs compacts105
3.6 Sous-groupes additifs d'un ℝ-espace vectoriel normé de dimension finie108
3.7 Exercices120
4 Séries dans un espace vectoriel normé135
4.1 Séries à termes réels positifs137
4.2 Convergence normale et commutative149
4.3 La transformation d'Abel155
4.4 Produit de Cauchy de deux séries159
4.5 Séries doubles dans un espace de Banach165
4.6 Les espaces lp pour 1 ≤ p ≤ +∞170
4.7 Moyennes de Toeplitz, Cesàro et Euler173
4.8 Produits infinis sur ℂ192
4.9 Développement en produit infini de sin(z)/z201
4.10 Exercices204
5 Suites et séries de fonctions237
5.1 Suites de fonctions237
5.2 Le théorème de Stone-Weierstrass247
5.3 Séries de fonctions250
5.4 La fonction exponentielle sur une algèbre de Banach255
5.5 Le nombre π267
5.6 Les fonctions tan et arctan271
5.7 Les fonctions argument principal et logarithme272
5.8 Exercices274
6 Fonctions d'une variable réelle281
6.1 Limites et continuité281
6.2 Fonctions continues sur un segment285
6.3 Prépondérance, domination et équivalence288
6.4 Le théorème des valeurs intermédiaires294
6.5 Fonctions monotones297
6.6 Fonctions réglées305
6.7 Dérivabilité308
6.8 Théorèmes de Rolle, des accroissements finis et de Taylor-Lagrange316
6.9 Inégalités de Kolmogorov327
6.10 Développements limités et asymptotiques330
6.11 Suites et séries de fonctions dérivables338
6.12 Primitives340
6.13 Dérivée logarithmique341
6.14 Fonctions convexes343
6.15 Exercices353
7 Séries entières371
7.1 Rayon de convergence d'une série entière371
7.2 Opérations sur les séries entières381
7.3 Étude au bord du disque de convergence384
7.4 Fonctions développables en série entière, fonctions analytiques387
7.5 Fonctions analytiques de la variable réelle393
7.6 Exercices403
8 Intégrale de Riemann413
8.1 Intégrale de Riemann des fonctions réglées413
8.2 Fonctions Riemann-intégrables sur un segment423
8.3 Intégrale de Riemann et primitives439
8.4 Formules de la moyenne442
8.5 Sommes de Riemann445
8.6 Approximation des fonctions intégrables par des fonctions continues449
8.7 Suites et séries de fonctions Riemann-intégrables453
8.8 Intégrales dépendant d'un paramètre461
8.9 Intégrales de Wallis466
8.10 Formule de Stirling470
8.11 Polynômes de Bernoulli, formules de Stirling et d'Euler-Maclaurin473
8.12 Exercices480
9 Intégrales impropres499
9.1 Convergence d'une intégrale impropre499
9.2 Opérations sur les intégrales généralisées504
9.3 Intégrales impropres des fonctions à valeurs positives507
9.4 Un théorème d'Abel512
9.5 Un théorème de convergence dominée513
9.6 Comparaison d'une série et d'une intégrale519
9.7 Exercices530
10 Intégrales impropres dépendant d'un paramètre553
10.1 Continuité et dérivabilité d'une intégrale impropre dépendant d'un paramètre553
10.2 Fonctions eulériennes gamma et bêta555
10.3 Exercices568
11 Série de Fourier d'une fonction périodique575
11.1 Fonctions 2π-périodiques localement Riemann-intégrables576
11.2 Séries trigonométriques578
11.3 Approximation uniforme par des polynômes trigonométriques585
11.4 Le théorème de Parseval588
11.5 Le théorème de Dirichlet592
11.6 Exemples d'utilisation des séries de Fourier597
11.7 Exercices605
12 Espaces préhilbertiens réels615
12.1 Produit, scalaire615
12.2 Orthogonalité618
12.3 Projection orthogonale dans un espace préhilbertien622
12.4 Inégalité de Bessel et égalité de Parseval624
12.5 Déterminants de Gram628
12.6 Les théorèmes de Müntz632
12.7 Exercices638
13 Polynômes orthogonaux647
13.1 Polynômes orthogonaux associés à une forme linéaire647
13.2 Polynômes orthogonaux associés à une fonction poids660
13.3 Polynômes orthogonaux classiques, formules de Rodrigues661
13.4 Les polynômes de Legendre672
13.5 Développement en série de polynômes orthogonaux679
13.6 Exercices686
14 Variables aléatoires réelles discrètes707
14.1 Rappels sur les espaces probabilisés707
14.2 Définition et propriétés des variables aléatoires discrètes713
14.3 Variables aléatoires discrètes indépendantes722
14.4 Espérance, variance et moments d'une variable aléatoire discrète726
14.5 Fonction génératrice d'une variable aléatoire discrète à valeurs entières740
14.6 Exercices746
15 Variables aléatoires réelles751
15.1 Variables aléatoires réelles, fonction de répartition751
15.2 Variables aléatoires réelles indépendantes755
15.3 Espérance d'une variable aléatoire réelle756
15.4 Variance, covariance et moments d'ordre r763
15.5 Convergence en probabilité et loi faible des grands nombres768
15.6 Variables aléatoires à densité772
15.7 Variables aléatoires à densité classiques777
15.8 Espérance des variables aléatoires à densité784
15.9 Théorème de transfert et moments787
15.10 Convergence en loi et théorème de la limite centrale788
15.11 Exercices792
Bibliographie801
Index803