Algèbre différentielle [2]

Bonjour à tous,

Comme promis dans ce fil http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,859113,page=1, je vous propose ici ma correction du sujet d'ENS Lyon Cachan 1995, qui a pour but de démontrer que $e^{t^{2}}$ n'admet pas de primitive élémentaire.

Pour le moment je ne l'ai absolument pas relue, j'ai préféré rendre le document disponible au plus vite, quitte à y apporter des modifications par la suite, sinon je risque de ne jamais le faire ce qui serait dommage.

Je ne garantis pas la justesse des questions, je l'ai fait avant tout pour moi, et je vous remercie d'avance de me signaler les fautes :) D'ailleurs je ne suis ni élève, ni chercheur, ni prof :D

Il y a encore des questions où j'ai quelques doutes (ce qui ne veut pas dire que le reste est juste, c'est juste que je vais en priorité relire ces questions ci), par exemple la IV.1 ou la IV.3.

Je dois avouer qu'une fois arrivé à la fin, il faut encore prendre pas mal de recul pour saisir vraiment ce que le résultat final implique. Ce n'est pas si évident que ça en a l'air.

Par exemple, il faut un peu réfléchir sur la notion d'extension algébrique, qui permet de capturer les racines n-ième, mais aussi d'autres fonctions algébriques qui ne s'expriment pas par radicaux (théorie de Galois ?). Cela voudrait qu'il y aurait des fonctions dites élémentaires qui en fait ne s'expriment pas à l'aide des fonctions usuelles, à creuser donc. Puis ce serait aussi intéressant de réfléchir aux extensions de cette théorie pour les EDO linéaires ou non afin d'obtenir des conditions pour que la solution soit une fonction élémentaire.

Dans tous les cas ce sujet aura été pour moi l'occasion de répondre à une question que je me pose depuis la terminale suite à une remarque de mon prof :D

Ne reste plus que sur ma liste les raffinements de Cauchy-Lipschitz (Lindelöf-Picard ?), la non résolubilité par radicaux de certaines équations polynomiales (théorie de Galois), le théorème des nombres premiers, l'analyse complexe, les théorèmes taubériens et abéliens, ... 8-) Mais on a le temps ;)

J'aimerais tout d'abord avoir vos avis sur la correction, ainsi que sur les erreurs éventuelles. Puis si ça intéresse quelques personnes on pourrait profiter de ce fil afin de parler un peu d'algèbre différentielle, pour mieux comprendre le lien entre cet énoncé d'algèbre et sa conséquence en analyse, ou pour aller plus loin, ... ;)

Réponses

  • Très courageux de ta part de s'attaquer à écrire un corrigé de ce problème très
    difficile.Tu dis que tu n'es ni élève, ni chercheur ,ni prof
    quelle est ta formation ? que fais-tu comme boulot ? ça te dirait d'enseigner des maths ?
  • Lors du colloque sur le bicentenaire de Galois il y a des conférences
    http://www.galois.ihp.fr/images_et_videos/videos-colloque/

    Regarde les deux vidéos suivantes dans la rubrique théorie de Galois differentielle

    *Theorie Galois differentielle des origines à nos jours
    *Groupe symétrie en géométrie
  • Merci beaucoup pour ton message, ça me fait vraiment très très plaisir :)

    Pour répondre à tes questions, j'ai fait prépa puis j'ai été admis dans une grande école d'ingénieurs. Comme je suis actuellement en stage de fin d'études, j'ai un peu exagéré en disant que je n'étais plus élève ;) Je me suis spécialisé en mathématiques appliquées :D [edit].

    J'ai toujours été attiré plus ou moins par le métier de prof, et en prépa je rêvais de devenir enseignant chercheur en mathématiques théoriques :D Les aléas nous forcent parfois à emprunter d'autres chemins, mais heureusement je me plais beaucoup dans ce que je fais maintenant :)

    Et puis j'ai plein de bouquins de maths pour apprendre tout ce que je n'aurais pas eu l'occasion de voir durant mes études 8-)

    Je réfléchis aussi en ce moment à la possibilité de donner du soutien scolaire bénévolement, une activité comme une autre pour m'occuper et transmettre un peu ce que j'aime. J'y réfléchis encore.

    Pour les vidéos merci beaucoup, je vais regarder ça dès que j'ai le temps ;)
  • Il est évident que tu as du talent, continue sur cette voie où tu es passionné,
    fait une thèse peut-être avec M.Singer un spécialiste de ce genre de questions.
    Voici son email
    singer AT math DOT ncsu DOT edu

    Quelques références pour alimenter ta grande curiosité sur le sujet.


    Differential Equations and Computer Algebra, M.F. Singer, editor, Academic Press, 1991. (This is a collection of papers from the Computer Algebra and Differential Equations Conference held in Ithaca in May 1990)


    Galois Theory of Difference Equations M. van der Put and M. F. Singer, V. 1666 in Lecture Notes in Mathematics, Springer-Verlag, 1997. Errata (.ps file)


    Differential Galois Theory M. van der Put and M. F. Singer, (.ps file) (manuscript, 433 pages), 2001. Revised edition July 2002 Published as Galois Theory of Linear Differential Equations Grundlehren der mathematischen Wissenschaften, Volume 328, Springer, 2003.


    Effective Methods in Algebraic Geometry, M.F. Singer (editor). Selected papers from the conference Methodes Effectives en Geometrie Algebriques (MEGA2000), Journal of Pure and Applied Algebra, Volume 164, Issues 1-2, October 2001
  • Merci beaucoup pour ces compliments, ça me fait vraiment plaisir.

    Je suis passionné mais pas surdoué, je peux t'assurer que j'ai passé du temps sur certaines questions :D, et rien ne garantit qu'elles sont toutes justes. Le seul mérite que j'ai c'est d'avoir fait ça trois ans après la prépa B-)-

    Avec le recul, le sujet n'est pas si difficile, mais ça n'enlève rien à son charme, car on construit une théorie mathématique de zéro, juste dans le but de répondre à une question anodine au départ.

    C'est vraiment la beauté des mathématiques, et c'est ce qui m'a toujours ébloui. Se poser une question sans intérêt pratique, construire une théorie pour y répondre, et se rendre compte que cette théorie permet de faire bien plus que ce pour quoi elle a été créée, démontrant ainsi que la question de départ n'était pas si anodine que ça.

    Même si je ne te connais pas, j'apprécie grandement que tu sois prêt à m'aider à rentrer en contact avec un ponte du domaine. Je sais la valeur que ça représente :)

    Cependant, j'ai fait des choix, et même si la question de la thèse s'est beaucoup posée pour moi (dans mon cas en mathématiques appliquées, tout simplement car il n'est facile de se lancer dans une thèse en mathématiques pures à la sortie d'une école d'ingé 8-)), j'ai choisi de démarrer directement en tant qu'ingénieur pour certaines raisons.

    En revanche, je vais regarder avec plaisir ces quelques références, qui montre au moins que, comme je le pensais, ce sujet n'est que le début d'une théorie très vaste mêlant corps différentiels, théorie de Galois, et équations différentielles, entre autres. J'aimerais étudier encore tellement de choses, mais le temps nous manque à tous :-(
  • Bonjour Skyffer
    ça s'appelle l'éternité
    très bonne soirée à toi et ta famille
    c'est juste pour dire ça
    le sujet du fil je connais pas c'est pas mon niveau mais voilà c'est LA VIE!
  • Sur le serveur des fichiers de l'UPS Union Professeur Spéciales
    le sujet de ce problème ENS Paris Cachan 1995 y figure, mais pas
    le corrigé, il y a un créneau à combler.
    http://concours-maths-cpge.fr/fichiers.php
    Quand tu estimeras que ta solution sera complètement au point, je te
    suggère de contacter webmasterftp@prepas.org
    afin de proposer ton corrigé. Il sera très utile aux professeurs de Spéciales et taupins qui visent les ENS, à des prépas.Agreg ,Capes ou à tout ceux qui ont envies de comprendre pourquoi $exp(t^2)$ n'admet pas de primitive élémentaire.
  • Ça tombe très bien, c'est de là que j'ai pris le sujet, et j'avais aussi en tête de diffuser le corrigé sur ce site pour qu'il puisse un peu servir. Je gardais cette idée pour plus tard, mais maintenant que t'en parles :P

    En revanche, il y a marqué ceci sur le site :
    "Les corrigés ont été rédigés par des professeurs de prépa"

    Sans doute qu'ils accepteront volontiers une correction venant d'ailleurs, mais à condition qu'elle soit vérifiée avant par un prof.

    C'est aussi pour ça que j'ai ouvert ce fil, pour pouvoir détecter les fautes commises. Mais de toute manière je vais prendre le temps (ce week-end sûrement) de relire le tout au calme afin de voir si ça tient la route et de prendre un peu de recul ;) Et puis j’aimerais aussi rajouter quelques petits commentaires en cours de route, c'est mon style :)
  • J'ai apporté quelques modifications mineures depuis la toute première version, mais malheureusement je n'ai pas encore pris le temps de tout relire et d'ajouter certains commentaires.

    Par ailleurs, j'ai réussi à me procurer la correction de la revue RMS. Je n'ai pas non plus trouvé le temps d'en faire une review, mais à voir les quelques questions subtiles, sauf erreur de ma part, la correction élude des détails hautement non triviaux (qui n'ont en fait rien d'un détail). Par exemple, et comme toujours, la question IV.3 :D ou encore la question V.2 si je ne dis pas de bêtise.

    On est bien d'accord que personne ne détaille une démonstration jusqu'à rejoindre les axiomes ZFC. Une correction se situe à un niveau donné. Mais ici la correction RMS alterne des réponses standards avec des réponses complètement éludées sur les parties difficiles en faisant semblant que c'est facile (ça s'appelle mettre la poussière sous le tapis en pensant que personne ne va le remarquer). C'est assez décevant ...

    Qu'on ne s'y méprenne pas. Je ne dis pas que ma correction est sans défaut, et encore moins qu'elle est sans faute. En revanche, je réprouve l'attitude qui consiste à sciemment passer des éléments essentiels et difficiles d'une preuve sous silence. Et c'est clairement ce qui est fait ici, à certains endroits au moins.

    A bientôt, peut-être ;)
  • Bonsoir,

    Quelqu'un disposerait-il encore du corrigé joint par l'auteur du fil ? Les documents semblent avoir été retirés.

    Bonne soirée.
  • Bonjour,

    je up timidement la conversation aussi puisqu'un corrigé de ce sujet m'interesse beaucoup.

    Merci !
  • Il ne fallait pas hésiter à m'envoyer un message en MP, comme j'ai déserté le forum un certain temps 8-)

    Voilà le sujet et ma proposition de correction en pièce jointe.

    Les documents n'avaient pas été retirés, de mémoire l'attaque du forum a dû entraîner cette perte des pièces jointes.
  • Merci beaucoup ! :-)
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