Théorie des nombres

lmat2440  2019-2020  Louvain-la-Neuve

Théorie des nombres
Note du 29 juin 2020
Sans connaitre encore le temps que dureront les mesures de distances sociales liées à la pandémie de Covid-19, et quels que soient les changements qui ont dû être opérés dans l’évaluation de la session de juin 2020 par rapport à ce que prévoit la présente fiche descriptive, de nouvelles modalités d’évaluation des unités d’enseignement peuvent encore être adoptées par l’enseignant ; des précisions sur ces modalités ont été -ou seront-communiquées par les enseignant·es aux étudiant·es dans les plus brefs délais.
5 crédits
30.0 h + 15.0 h
Q1
Langue
d'enseignement
Français
Préalables


LMAT1131 - algèbre linéaire (première année de bachelier en sciences mathématiques) ou cours équivalent.
Thèmes abordés


Initiation à divers aspects de la théorie des nombres et de ses méthodes, en particulier en vue de ses applications à la cryptographie mathématique.
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1

Contribution du cours aux acquis d'apprentissage du programme de master en mathématique.

A la fin de cette activité, l'étudiant aura progressé dans sa capacité à:

- Connaître et comprendre un socle fondamental des mathématiques. Il aura notamment développé sa capacité à:

-- Choisir et utiliser les méthodes et les outils fondamentaux de calcul.

-- Reconnaître les concepts fondamentaux d'importantes théories mathématiques actuelles.

-- Etablir les liens principaux entre ces théories.

- Faire preuve d'abstraction, de raisonnement et d'esprit critique. Il aura notamment développé sa capacité à:

-- Dégager les aspects unificateurs de situations et expériences différentes.

-- Raisonner dans le cadre de la méthode axiomatique.

-- Construire et rédiger une démonstration de façon autonome, claire et rigoureuse.

-  Analyser un problème mathématique et proposer des outils adéquats pour l'étudier de façon autonome.

 

Acquis d'apprentissage spécifiques au cours.

A la fin de cette activité, l'étudiant sera capable de:

- résoudre des équations dans des anneaux d'entiers modulaires;

- déterminer des conditions d'existence de solutions de certaines équations diophantiennes;

- appliquer des résultats d'analyse mathématique à l'étude des nombres premiers;

-  appliquer des résultats d'arithmétique modulaire à la construction d'algorithmes utilisés en cryptographie.

 

Mode d'évaluation des acquis des étudiants

L'évaluation se fait sur base d'un examen écrit. On y teste la connaissance et la compréhension des notions, des exemples et des résultats fondamentaux, la capacité de construire un raisonnement cohérent, la maîtrise des techniques de démonstration introduites pendant le cours.

 

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
Contenu
Cette activité consiste à illustrer divers aspects de la théorie des nombres, en particulier ceux qui sont applicables à la cryptographie. Les contenus suivants sont abordés dans le cadre du cours.
- Arithmétique modulaire : théorème chinois des restes et loi de réciprocité quadratique.
- Formes quadratiques rationnelles : corps de nombres p-adiques et principe local-global.
- Méthodes analytiques : fonction zêta et théorème de Dirichlet.
- Cubiques projectives : propriétés arithmétiques des courbes elliptiques.
- Théorie algorithmique des nombres: tests de primalité, factorisation.
- Construction d'objets utiles en cryptographie: courbes elliptiques, systèmes de chiffrement.
L'équilibre entre les différentes parties et les détails du programme ci-dessus sont susceptibles de varier d'année en année.
Méthodes d'enseignement
Le cours est donné sous forme de cours magistraux et de séances de travaux pratiques. Pendant les séances, les étudiants sont appelés à faire des suggestions et formuler des idées pour faire avancer le cours en se basant sur leurs connaissances préalables.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
L'évaluation se fait sur base d'un examen écrit. On y teste la connaissance et la compréhension des notions, des exemples et des résultats fondamentaux, la capacité de construire un raisonnement cohérent, la maîtrise des techniques de démonstration introduites pendant le cours.
Ressources
en ligne
Bibliographie


R. Crandall, C.B. Pomerance : Prime Numbers: A Computational Perspective, Springer,2005.
K. Ireland, M. Rosen : A classical introduction to modern number theory, Springer, 2d edition, 1991.
N. Koblitz: A Course in Number Theory and Cryptography, Springer, 2nd edition, 1994.
J.P. Serre: Cours d'arithmétique, PUF, 1970.
Support de cours
  • Résumés des cours 1 à 8 (sur moodle)
Faculté ou entité
en charge


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil en science des données

Master [120] en sciences mathématiques

Master [120] : ingénieur civil en informatique

Master [120] : ingénieur civil en mathématiques appliquées

Master [120] : ingénieur civil électricien

Master [120] en science des données, orientation technologies de l'information

Approfondissement en sciences mathématiques