-Ce cours a pour objectif d’introduire les notions fondamentales de la géométrie différentielle et d’étudier les variétés différentiables. Les étudiants apprendront à utiliser les espaces tangents, les champs de vecteurs, les formes différentielles et le théorème de Stokes dans l’étude de problèmes géométriques.
-Variétés différentiables, cartes et atlas ; applications lisses ; sous-variétés ; espaces tangents et application tangente ; submersions, immersions et plongements ; fibré tangent et champs de vecteurs ; courbes intégrales et flots ; formes différentielles, algèbre extérieure, image réciproque et différentielle extérieure ; orientation et intégration sur les variétés ; théorème de Stokes ; introduction à la cohomologie de De Rham ; applications aux courbes et aux surfaces.
À l’issue du cours, l’étudiant sera capable de :
Définir les variétés différentiables, les cartes et les atlas.
Calculer les espaces tangents et les applications tangentes.
Utiliser les notions de sous-variété, immersion, submersion et plongement.
Manipuler les champs de vecteurs et les formes différentielles.
Utiliser la différentielle extérieure, l’orientation et l’intégration sur les variétés.
Appliquer le théorème de Stokes à des problèmes géométriques élémentaires.
Cours magistral, démonstrations au tableau, résolution d’exercices, travaux dirigés et discussions en classe. Les notions théoriques sont illustrées par des exemples tels que les sphères, les tores, les espaces projectifs, les courbes et les surfaces.
| Semaine | Intitulés des Sujets |
|---|---|
| 1 | Rappels de calcul différentiel dans \(\mathbb{R}^n\) : différentiabilité, théorèmes d’inversion locale et du rang constant. |
| 2 | Variétés différentiables : cartes, atlas, changements de cartes et exemples fondamentaux. |
| 3 | Applications lisses entre variétés ; sous-variétés et exemples définis par des équations. |
| 4 | Espaces tangents : définition par les courbes et par les dérivations. |
| 5 | Application tangente, règle de chaîne et théorème d’inversion locale sur les variétés. |
| 6 | Submersions, immersions, plongements ; théorème de la valeur régulière. |
| 7 | Fibré tangent, champs de vecteurs, courbes intégrales et introduction aux flots. |
| 8 | Partiel |
| 9 | Espaces cotangents, formes différentielles et algèbre extérieure. |
| 10 | Image réciproque des formes ; différentielle extérieure ; formes fermées et exactes. |
| 11 | Orientation, variétés à bord et intégration des formes différentielles. |
| 12 | Théorème de Stokes et applications classiques. |
| 13 | Introduction à la cohomologie de De Rham ; exemples élémentaires. |
| 14 | Applications à la géométrie des courbes et des surfaces ; révision générale. |
| Activités | Numéro | Contribution |
|---|---|---|
| Contribution du contrôle continu à la note finale | 2 | 50 |
| Contribution de l'examen final à la note finale | 1 | 50 |
| Total | 3 | 100 |
| Activités | Numéro | Contribution |
|---|---|---|
| Devoir | 7 | 7 |
| Présentation | 1 | 10 |
| Examen partiel (temps de préparation inclu) | 1 | 10 |
| Projet | 0 | 0 |
| Travail de laboratoire | 0 | 0 |
| Autres travaux pratiques | 0 | 0 |
| Quiz | 0 | 0 |
| Devoir/projet de session | 0 | 0 |
| Portefeuille | 0 | 0 |
| Rapport | 0 | 0 |
| Journal d'apprentissage | 0 | 0 |
| Mémoire/projet de fin d'études | 0 | 0 |
| Séminaire | 0 | 0 |
| Autre | 0 | 0 |
| Make-up | 0 | 0 |
| Total | 9 | 27 |
| No | Objectifs Pédagogiques du Programme | Contribiton | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | X | |||||
| 2 | X | |||||
| 3 | X | |||||
| 4 | X | |||||
| 5 | X | |||||
| 6 | X | |||||
| 7 | ||||||
| 8 | X | |||||
| 9 | ||||||
| 10 | X | |||||
| 11 | X | |||||
| 12 | ||||||
| 13 | X | |||||
| 14 | X | |||||
| 15 | ||||||
| 16 | X | |||||
| 17 | ||||||
| Activités | Nombre | Durée | Charge totale de Travail |
|---|---|---|---|
| Durée du cours | 14 | 3 | 42 |
| Préparation pour le cours | 10 | 3 | 30 |
| Devoir | 7 | 5 | 35 |
| Présentation | 1 | 10 | 10 |
| Examen partiel (temps de préparation inclu) | 1 | 12 | 12 |
| Projet | 0 | 0 | 0 |
| Laboratoire | 0 | 0 | 0 |
| Autres travaux pratiques | 0 | 0 | 0 |
| Examen final (temps de préparation inclu) | 1 | 10 | 10 |
| Quiz | 0 | 0 | 0 |
| Devoir/projet de session | 0 | 0 | 0 |
| Portefeuille | 0 | 0 | 0 |
| Rapport | 0 | 0 | 0 |
| Journal d'apprentissage | 0 | 0 | 0 |
| Mémoire/projet de fin d'études | 0 | 0 | 0 |
| Séminaire | 0 | 0 | 0 |
| Autre | 0 | 0 | 0 |
| baclé | 0 | 0 | 0 |
| Yil | 0 | 0 | 0 |
| Yil | 0 | 0 | 0 |
| Yil | 0 | 0 | 0 |
| Charge totale de Travail | 139 | ||
| Charge totale de Travail / 25 | 5.56 | ||
| Crédits ECTS | 6 | ||