Multilinear algebra and group theory

lmat1231  2019-2020  Louvain-la-Neuve

Multilinear algebra and group theory
In view of the health context linked to the spread of the coronavirus, the methods of organisation and evaluation of the learning units could be adapted in different situations; these possible new methods have been - or will be - communicated by the teachers to the students.
5 credits
30.0 h + 30.0 h
Q1
Teacher(s)
Gran Marino (compensates Van der Linden Tim) ; Van der Linden Tim ;
Language
English
Prerequisites


Avoir réussi l'examen LMAT1131.

The prerequisite(s) for this Teaching Unit (Unité d’enseignement – UE) for the programmes/courses that offer this Teaching Unit are specified at the end of this sheet.
Main themes
Eléments de théorie des groupes : groupe quotient et théorèmes d'isomorphisme, abélianisation, groupes cycliques, groupes symétriques, actions de groupes.
Algèbre multilinéaire :  dualité, espace quotient, produit tensoriel d'espaces vectoriels.
Aims

At the end of this learning unit, the student is able to :

1

Contribution du cours aux acquis d'apprentissage du programme de bachelier en mathématique. A la fin de cette activité, l'étudiant aura progressé dans sa capacité à :

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

-- Choisir et utiliser des méthodes et des outils fondamentaux de calcul pour résoudre

des problèmes de mathématique.

-- Reconnaître les concepts fondamentaux de certains théories mathématiques actuelles.

-- Etablir les liens principaux entre ces théories, les expliquer et les motiver par des exemples.

- Dégager, grâce à l'approche abstraite et expérimentale propre aux sciences exactes, les aspects unificateurs de situations et expériences différentes en mathématique.

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

-- Raisonner dans le cadre de la méthode axiomatique.

-- Reconnaître les arguments clef et la structure d'une démonstration.

-- Construire et rédiger une démonstration de façon autonome.

-- Apprécier la rigueur d'un raisonnement mathématique et en déceler les failles éventuelles.

-- Faire la distinction entre l¿intuition de la validité d¿un résultat et les différents niveaux de compréhension rigoureuse de ce même résultat.

 

Acquis d'apprentissage spécifiques au cours. A la fin de cette activité, l'étudiant sera capable de :

- démontrer quelques résultats de base de la théorie des groupes;

- utiliser quelques critères pour établir si un groupe possède une des propriétés vues au cours (par exemple: être abélien, cyclique, simple, symétrique, etc.) ;

- démontrer les propriétés de stabilité d'un certain type de groupes par rapport à une construction donnée (stabilité par produits directs, sous-groupes, quotients) ;

- reconnaître les propriétés universelles des structures algébriques et les utiliser pour déterminer si deux structures sont isomorphes ;

- définir et étudier les quotients des structures algébriques (groupes et espace vectoriels), en les analysant dans des exemples concrets ;

- déterminer si un endomorphisme est triangularisable, et dans ce cas trouver des bases de l'espace vectoriel permettant de le triangulariser ;

- utiliser les produits tensoriels dans la résolution de problèmes d'algèbre multilinéaire.

 

The contribution of this Teaching Unit to the development and command of the skills and learning outcomes of the programme(s) can be accessed at the end of this sheet, in the section entitled “Programmes/courses offering this Teaching Unit”.
Content
Cette activité consiste à introduire des notions algébriques abstraites qui ont un rôle essentiel dans tout le cursus de bachelier et de master en sciences mathématiques et en sciences physiques : les groupes, les morphismes, les espaces vectoriels duaux, les produits tensoriels.
Les contenus suivants sont abordés dans le cadre du cours.
- Ensembles et monoïdes.
- Groupes et morphismes.
- Quotients de groupes et théorèmes d'isomorphisme.
- Groupes cycliques.
- Actions de groupe.
- Groupes symétriques.
- Espace vectoriel dual, espace orthogonal.
- Triangularisation d'un endomorphisme.
- Produits tensoriels d'espaces vectoriels.
- Espaces de tenseurs.
Teaching methods
Les activités d'apprentissage sont constituées par des cours magistraux et des séances de travaux pratiques. Les cours magistraux visent à introduire les concepts fondamentaux, à les motiver par des exemples, en donnant des preuves  complètes et détaillées des résultats principaux. Les séances de travaux pratiques visent à apprendre à choisir et utiliser des méthodes de calcul et à découvrir des démonstrations simples de manière autonome.
Evaluation methods
L'évaluation se fait sur base d'un examen écrit portant à la fois sur la théorie et les exercices. On y teste la connaissance et la compréhension des notions et des résultats fondamentaux, la capacité de trouver et de rédiger une démonstration correcte, la maîtrise des techniques de calcul. Chaque étudiant peut choisir si présenter l'examen en français ou en anglais.
Online resources
Site moodle. Le syllabus du cours, les énoncés des exercices pour les séances de travaux pratiques, et un descriptif du cours sont disponibles sur ce site.
Teaching materials
  • Syllabus disponible sur moodle.
Faculty or entity


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

Title of the programme
Sigle
Credits
Prerequisites
Aims
Bachelier en sciences mathématiques

Approfondissement en sciences physiques

Mineure en mathématiques