213 - Espaces de Hilbert. Exemples d’applications.2025
Rapport du jury 2022
L'analyse de Fourier, sur le cercle où la droite réelle, est évidemment une illustration fondamentale des résultats de ce chapitre. Le jury a noté que rares étaient les candidats qui maîtrisaient correctement la théorie $L^2$ des séries de Fourier.\rLe fait que les polynômes constituent une base hilbertienne de l'espace des fonctions de carré intégrable relativement à certains poids est présenté quasi systématiquement en développement. Peut-être faudrait-il songer à trouver d'autres sources d'inspiration, d'autant que la preuve n'est pas toujours parfaitement comprise, et que de nombreux candidats sont incapables d'en déduire une base hilbertienne de $L^2(R)$.\r\rLes candidats solides pourront s'intéresser aux propriétés spectrales des opérateurs autoadjoints compacts d'un espace de Hilbert, à la minimisation de fonctionnelles convexes et coercives sur un espace de Hilbert, ou encore au théorème de Paley-Wiener qui caractérise les fonctions de $L^2(R)$ dont la transformée de Fourier est à support compact, ou encore au théorème d'échantillonnage de Shannon.
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Utilisateur : Coquillages & Poincaré
Retrouvez toutes les leçons et tous les développements, ainsi que des cours (avec les fichiers sources) sur mon site www.coquillagesetpoincare.fr
Références :
Utilisateur : Théo Ternier
Voici un plan possible pour la leçon 213.
Mes plans sont très souvent inspirés de Ewna et Abarrier (merci à eux deux !)
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Analyse
Objectif Agrégation
Analyse de Fourier dans les espaces fonctionnels
Oraux X-ENS Analyse 2
Utilisateur : Tintin
Il faut savoir justifier qu'une partie est dense dans un espace de Hilbert en montrant que son orthogonal est réduit à {0}, connaître la différence entre une base algébrique et une base hilbertienne et savoir calculer une distance à l'aide de la projection orthogonale.
N'hésitez pas à me contacter si vous constatez ce qui semble être une erreur (typographie, mathématique, etc).
Références :
Topologie générale et espaces normés
Analyse de Fourier dans les espaces fonctionnels
Utilisateur : Mathis Lemay
J'adore cette leçon et je suis tombé dessus en oral blanc en décembre en faisant exactement ce plan là.
La partie IV n'est vraiment pas obligatoire, c'est juste que j'avais vu ça en M1 et que j'avais bien aimé mais si on en parle, il faut bien le travailler et je ne suis pas sûr que je l'aurais mise le jour J si j'étais tombé dessus.
Il faut savoir justifier qu'une partie est dense dans un Hilbert en montrant que son orthogonal est nul, connaître la différence entre une base algébrique et une base hilbertienne, savoir calculer une distance (ou une borne inf d'une quantité en reconnaissant une distance) à l'aide du projeté...
Si on parle des polynômes orthogonaux, une question méga-classique qui est systématiquement posée, c'est d'en déduire une base hilbertienne de $L^2(\mathbb{R})$ !
Dans le DEV1, je faisais THM15 et PROP16, si on n'a pas le temps de faire PROP16, il faut quand même savoir la démontrer.
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Cours d'analyse fonctionnelle
Analyse
Objectif Agrégation
Analyse de Fourier dans les espaces fonctionnels
Utilisateur : TC&WM
Retrouvez tous nos plans de leçons ainsi que les fichiers latex associés à nos leçons sur notre site : https://sites.google.com/view/tribalchiefandwiseman/home?authuser=0
Bonne preparation à vous !
Références :
Utilisateur : GClerc
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Analyse fonctionnelle - Théorie et applications
Analyse pour l'agrégation
Espaces de Hilbert et opérateurs
Utilisateur : Hugo
J'aime bien cette leçon : le plan se mémorise bien et les résultats sont classiques.
Les références sont indiquées à la fin du plan. N'hésitez pas à me contacter pour me signaler toute erreur ou imprécision.
Références :
Utilisateur : ma_tilde
Je suis restée dans les notions classiques car je n'ai pas le niveau d'explorer des horizons trop compliqués, j'espère que ça vous aidera à avoir une idée de ce qui peut être fait.
Mes plans ne sont pas vérifiées donc il faut garder un regard critique sur ces derniers. En les révisant j'ai trouvé beaucoup de coquilles et fautes de frappes, j'ai essayé d'en corriger un maximum mais il est évident qu'il en reste encore, désolée pour cela.
Les remarques en rose ne font pas partie du plan, c'était des remarques pour quand je les réviserai.
Bon courage pour votre préparation !
Références :
Mathématiques Tout-en-un pour la Licence 2
Elements d'analyse fonctionnelle
Thèmes pour l'agrégation de mathématiques - Eléments de cours, développements et exercices corrigés
Objectif Agrégation
Analyse. Théorie de l'intégration
Analyse de Fourier dans les espaces fonctionnels
Probabilités
Utilisateur : Brunel
Mes métaplans ne sont pas vérifiés par une personne compétente, attention donc à la pertinence de ceux-ci.
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Objectif Agrégation
Analyse de Fourier dans les espaces fonctionnels
Utilisateur : Bertin Thomas
Références :
Cours d'analyse fonctionnelle
Objectif Agrégation
Analyse pour l'agrégation
Utilisateur : Demesmay
Possibilité d'avoir ma version complète manuscrite en me contactant par mail.
Références :
Utilisateur : Agent B0
On peut se passer du Gourdon, et aller voir Daniel Li, certains exos sont les mêmes que dans Hirsch mais corrigé.
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Analyse
Objectif Agrégation
Utilisateur : JULIEN L
Références :
Analyse fonctionnelle - Théorie et applications
Analyse de Fourier dans les espaces fonctionnels
Analyse
Objectif Agrégation
Utilisateur : RMaurice
Voici mes plans de leçons que j'ai réalisé en format complet.
Si cela peut aider des gens, avec plaisir !
Tout mes plans de leçons sont inspirés majoritairement de Jouaucon, Marvin et abarrier ( Merci à eux ! ).
Les références sont à la fin.
Attention aux éventuels coquilles.
Références :
Utilisateur : EWna
Je suis passé sur cette leçon lors de mon oral.
J'ai fait un plan globalement identique, j'ai coupé la partie sur les variables aléatoires et raccourci les paragraphes sur les bases hilbertiennes et Fourier périodique au strict minimum (c'est passé tout juste sur les 3 feuilles...)
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Analyse
Analyse de Fourier dans les espaces fonctionnels
Analyse fonctionnelle
Probabilités et statistiques pour l'épreuvre de modélisation à l'agrégation de mathématiques
Utilisateur : Crépusculaire
Références :
Analyse
Cours d'analyse fonctionnelle
Analyse fonctionnelle - Théorie et applications
Objectif Agrégation
Utilisateur : Pandou
Références :
Objectif Agrégation
Analyse fonctionelle
Analyse
Elements d'analyse fonctionnelle
Utilisateur : Jouaucon
Plan très fortement inspiré du plan de M. Cacitti-Holland: http://perso.eleves.ens-rennes.fr/~dcaci409/Agregation.html#lecons
Références en fin de plan avec les notations:
[Li] Cours d'analyse fonctionnelle : Daniel Li
[Isen] L'oral à l'agrégation de mathématiques - Une sélection de développements : Isenmann
[ZQ] Analyse pour l'agrégation : Queffelec, Zuily
[OA] Objectif Agrégation : Beck, Malick, Peyré
Références :
Cours d'analyse fonctionnelle
L'oral à l'agrégation de mathématiques - Une sélection de développements
Analyse pour l'agrégation
Objectif Agrégation
Utilisateur : Maurer
Leçon que j'ai préparé au début de l'année, donc la forme est un peu différente de d'habitude.
Références :
Utilisateur : Aurélie BIGOT
Références :
Objectif Agrégation
Leçons pour l’agrégation de mathématiques - Préparation à l’oral
Algèbre
Utilisateur : Marvin
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Analyse pour l'agrégation
Objectif Agrégation
Analyse fonctionnelle - Théorie et applications
Utilisateur : F.A.
Toutes les références sont à la fin du plan.
Mes excuses pour l'écriture, et attention aux coquilles...
Références :
Utilisateur : abarrier
Références :
Utilisateur : Owen
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Analyse numérique et optimisation : une introduction à la modélisation mathématique et à la simulation numérique
Oraux X-ENS Algèbre 3
Analyse numérique et équation différentielle
Objectif Agrégation
Analyse
Utilisateur : Alexandre
Références :
Cours d'analyse fonctionnelle
Analyse
Objectif Agrégation
Analyse pour l'agrégation
Utilisateur : Etienne Donier-Meroz
Références :
Utilisateur : Inèss
Références :
Utilisateur : Florian Dussap
Références :
Utilisateur : Marie
Mis à jour le 17.05.17
Références :
Elements d'analyse fonctionnelle
Analyse fonctionnelle - Théorie et applications
Objectif Agrégation
Utilisateur : Promo ENSL 2016
Références :
Retours
Anonyme
| Année : 2024
Leçon choisie : 1528
Autre leçon :
Applications différentiables définies sur un ouvert de Rn. Exemples et applications.2025
Développement choisi par le jury :
Projection sur un convexe fermé
Autre développement proposé :
Pas de réponse fournie.
Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :
C'était un couplage sur une impasse et une leçon que je trouvais difficile donc je n'ai pas brillée. Concernant les questions suivantes, j'avais parfois des sous-questions mais je ne me rappelle pas très bien de tout donc j'ai mis les questions phares. Questions: Pourquoi y \mapsto d(x,y) est continue à x fixé. Si on prends un sev fermé est ce que le théorème s'applique? Projection dans R^n; sur le disque unité. C'était censé à nous amener un truc mais j'ai rien compris de ce qu'il s'est passé donc je ne saurais retranscrire. Donner un espace et une base hilbertienne de cet espace, autre que celui du plan.
C'était un couplage sur une impasse et une leçon que je trouvais difficile donc je n'ai pas brillée. Concernant les questions suivantes, j'avais parfois des sous-questions mais je ne me rappelle pas très bien de tout donc j'ai mis les questions phares. Questions: Pourquoi y \mapsto d(x,y) est continue à x fixé. Si on prends un sev fermé est ce que le théorème s'applique? Projection dans R^n; sur le disque unité. C'était censé à nous amener un truc mais j'ai rien compris de ce qu'il s'est passé donc je ne saurais retranscrire. Donner un espace et une base hilbertienne de cet espace, autre que celui du plan.
Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?
Aidant et bienveillant.
Aidant et bienveillant.
L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.
Plutôt oui, déçu de ce que j'ai produit mais c'était du à ma faute. Les 3heures sont passés super vite, je n'ai eu le temps de réviser qu'un seul développement, heureusement je connaissais le deuxième par coeur.
Plutôt oui, déçu de ce que j'ai produit mais c'était du à ma faute. Les 3heures sont passés super vite, je n'ai eu le temps de réviser qu'un seul développement, heureusement je connaissais le deuxième par coeur.
Note obtenue :
10.0
Références:
Utilisateur : Agent B0
| Année : 2023
Leçon choisie : 1528
Autre leçon :
Séries de nombres réels et complexes. Comportement des restes ou des sommes partielles des séries numériques. Exemples.2025
Développement choisi par le jury :
Projection sur un convexe fermé
Autre développement proposé :
Pas de réponse fournie.
Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :
questions du jury : - donnez des exemples d'ensembles convexes dans R^n, C^n, l2(N). - expliquez le nom de l' \"identité du parallélogramme\" - Comment on fait pour projeter un vecteur dans un e.v. de dimension finie quand on a une base non orthonormale, sans l'orthonormaliser ? (Ecrire le système linéaire). - Si on a un sous-e.v. F, et p_F projection orthogonale, que vaut l'adjoint de p_F ? - Est-ce que Pythagore est vrai pour 3 vecteurs ? dessiner un contre-exemple. - Donnez une autre définition de famille totale. - Est-ce qu'il existe des fonctions continues par morceaux sur [0;2pi] telles que leurs coefficients de Fourier réels vérifient an = 1/sqrt(n) ? - On prends une fonction f dans L2_2pi, montrez que la série des (cn(f)/n)e^inx converge normalement sur R/
questions du jury : - donnez des exemples d'ensembles convexes dans R^n, C^n, l2(N). - expliquez le nom de l' \"identité du parallélogramme\" - Comment on fait pour projeter un vecteur dans un e.v. de dimension finie quand on a une base non orthonormale, sans l'orthonormaliser ? (Ecrire le système linéaire). - Si on a un sous-e.v. F, et p_F projection orthogonale, que vaut l'adjoint de p_F ? - Est-ce que Pythagore est vrai pour 3 vecteurs ? dessiner un contre-exemple. - Donnez une autre définition de famille totale. - Est-ce qu'il existe des fonctions continues par morceaux sur [0;2pi] telles que leurs coefficients de Fourier réels vérifient an = 1/sqrt(n) ? - On prends une fonction f dans L2_2pi, montrez que la série des (cn(f)/n)e^inx converge normalement sur R/
Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?
Attitude bienveillante, le jury m'a aidé sur certaines questions et m'a bien laissé le temps de réfléchir.
Attitude bienveillante, le jury m'a aidé sur certaines questions et m'a bien laissé le temps de réfléchir.
L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.
Comme je l'imaginais
Comme je l'imaginais
Note obtenue :
19.0
Références:
Utilisateur : EWna
| Année : 2023
Leçon choisie : 1528
Développement choisi par le jury :
Opérateurs de Hilbert-Schmidt, étude et complétude
Autre développement proposé :
Pas de réponse fournie.
Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :
Questions/réponses: <ol type=\"1\"> <li>En quoi les opérateurs de Hilbert-Schmidt sont-ils intéressants en dehors de Thm 39 (opérateurs de Hilbert-Schmidt de L2) ? <i>[Ils sont compacts]</i> </li> <li>Pouvez-vous me donner un exemple non trivial (en dehors de Thm 39) d'opérateur de Hilbert-Schmidt dans l² ? <i>[Tu = (u_n/n²)]</i> </li> <li> <ol type=\"a\"> <li>Oui, ça ça va marcher, intéressons nous de manière plus général aux opérateurs de cette forme-là, pas vraiment un homothétie, mais presque... comment pourriez-vous les qualifier ? <i>[opérateurs diagonal: Tu = (u_n*v_n)_n]</i> </li> <li>Bien, donc soit T un opérateur diagonal, à quel condition celui-ci est-il: <ol type=\"i\"> <li>continu ? <i>[(v_n)_n bornée]</i> </li> <li>compact ? <i>[v_n -> 0 car c'est un opérateur autoadjoint, donc les valeurs propres sont les (v_n)_n, et l'après la théorie spectrale des opérateurs compacts autoadjoints, en dimension infinie, la suite des valeurs propres doit tendre vers 0]</i> </li> <li>de Hilbert-Schmidt ? (i.e. il existe une base hilbertienne telle que Série(||T e_n ||²) converge) ? <i>[(v_n)_n dans l²]</i> </li> <li>Pouvez-vous me donner un exemple d'opérateur compact qui n'est pas de Hilbert-Schmidt ? <i>[v_n = 1/sqrt(n)]</i> </li> </ol> </ol> </li> <li>Dans un espace de Hilbert, tout fermé borné est-il compact ? (Sans Riesz) <i>[non: on prend un base hilbertienne, aucune sous-suite ne peut vérifier la condition de Cauchy d'après le théorème de Pythagore: ||e_n - e_m||² = 2]</i> </li> <li> <ol type=\"a\"> <li>Est-ce qu'il y a d'autres notions de compacité auxquelles vous pouvez penser ? <i>[faible compacité, de toute suite on peut extraire une sous-suite qui converge faiblement, au sens ptt y, <x_n|y> -> <x|y> dans un Hilbert]</i> </li> <li>Est-ce que tous les fermés bornés sont faiblement compacts ? <i>[si (x_n)_n est bornée, alors ptt y, (<x_n|y>)_n aussi: on extrait diagonalement sur une base hilbertienne]</i> </li> </ol> </li> </ol> J'ai un peu paniqué pour mon développement, et j'ai fini par le faire en 10 minutes. Pour combler le temps, j'ai improvisé une preuve supplémentaire, que j'ai complètement raté. On a passé une bonne dizaine de minutes à corriger ce morceau de preuve et quelques détails dans le preuve principale. Ça m'a assez déstabilisé, et le fait qu'on me pose des questions vraiment au bord du programme m'a pas mal perturbé au vu du développement. Quand on présente un sujet un peu de niche comme celui-ci, je conseille très fortement de connaître le contexte qui gravite autour (heureusement c'était mon cas).
Questions/réponses: <ol type=\"1\"> <li>En quoi les opérateurs de Hilbert-Schmidt sont-ils intéressants en dehors de Thm 39 (opérateurs de Hilbert-Schmidt de L2) ? <i>[Ils sont compacts]</i> </li> <li>Pouvez-vous me donner un exemple non trivial (en dehors de Thm 39) d'opérateur de Hilbert-Schmidt dans l² ? <i>[Tu = (u_n/n²)]</i> </li> <li> <ol type=\"a\"> <li>Oui, ça ça va marcher, intéressons nous de manière plus général aux opérateurs de cette forme-là, pas vraiment un homothétie, mais presque... comment pourriez-vous les qualifier ? <i>[opérateurs diagonal: Tu = (u_n*v_n)_n]</i> </li> <li>Bien, donc soit T un opérateur diagonal, à quel condition celui-ci est-il: <ol type=\"i\"> <li>continu ? <i>[(v_n)_n bornée]</i> </li> <li>compact ? <i>[v_n -> 0 car c'est un opérateur autoadjoint, donc les valeurs propres sont les (v_n)_n, et l'après la théorie spectrale des opérateurs compacts autoadjoints, en dimension infinie, la suite des valeurs propres doit tendre vers 0]</i> </li> <li>de Hilbert-Schmidt ? (i.e. il existe une base hilbertienne telle que Série(||T e_n ||²) converge) ? <i>[(v_n)_n dans l²]</i> </li> <li>Pouvez-vous me donner un exemple d'opérateur compact qui n'est pas de Hilbert-Schmidt ? <i>[v_n = 1/sqrt(n)]</i> </li> </ol> </ol> </li> <li>Dans un espace de Hilbert, tout fermé borné est-il compact ? (Sans Riesz) <i>[non: on prend un base hilbertienne, aucune sous-suite ne peut vérifier la condition de Cauchy d'après le théorème de Pythagore: ||e_n - e_m||² = 2]</i> </li> <li> <ol type=\"a\"> <li>Est-ce qu'il y a d'autres notions de compacité auxquelles vous pouvez penser ? <i>[faible compacité, de toute suite on peut extraire une sous-suite qui converge faiblement, au sens ptt y, <x_n|y> -> <x|y> dans un Hilbert]</i> </li> <li>Est-ce que tous les fermés bornés sont faiblement compacts ? <i>[si (x_n)_n est bornée, alors ptt y, (<x_n|y>)_n aussi: on extrait diagonalement sur une base hilbertienne]</i> </li> </ol> </li> </ol> J'ai un peu paniqué pour mon développement, et j'ai fini par le faire en 10 minutes. Pour combler le temps, j'ai improvisé une preuve supplémentaire, que j'ai complètement raté. On a passé une bonne dizaine de minutes à corriger ce morceau de preuve et quelques détails dans le preuve principale. Ça m'a assez déstabilisé, et le fait qu'on me pose des questions vraiment au bord du programme m'a pas mal perturbé au vu du développement. Quand on présente un sujet un peu de niche comme celui-ci, je conseille très fortement de connaître le contexte qui gravite autour (heureusement c'était mon cas).
Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?
Aidant. Seul l'un des membres du jury m'a posé des question, je pense que je suis tombé sur un spécialiste des opérateurs de Hilbert-Schmidt...
Aidant. Seul l'un des membres du jury m'a posé des question, je pense que je suis tombé sur un spécialiste des opérateurs de Hilbert-Schmidt...
L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.
J'ai mis un peu plus de temps qu'à mon habitude pour rédiger mon plan.
J'ai mis un peu plus de temps qu'à mon habitude pour rédiger mon plan.
Note obtenue :
14.75
Références: