Analyse Numérique en Python
Résumé de section
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ANALYSE NUMÉRIQUE EN PYTHON
PLAN DU COURS
I Arithmétique des ordinateurs et Erreurs Numériques
II Intégration Numérique
III Résolution d'équations non linéaires
IV Résolution directe de systèmes linéaires
V Normes et Conditionnement de matrices
VI Méthodes itératives de résolution de systèmes linéaires
VII Interpolation, Splines
VIII Méthodes de descente, Moindres Carrés
IX Recherche de valeurs propres
Organisation de l'UF
Le cours est organisé ainsi: 12 séances de "cours" et 13 séances de TP. Les TP sont en Python. Une formation est disponible en ligne sur moodle.
Cours: à chaque chapitre, une vidéo de cours, un document de cours et des exercices au format pdf sont disponibles. Vous travaillerez en autonomie ce cours. Un créneau de cours magistral de 1h15 est programmé dans votre emploi du temps et une salle est réservée: vous pouvez choisir de travailler le cours à ce moment là ou à tout autre moment, seul ou en groupe. Pendant ce créneau, un enseignant assurera des heures de présences dans son bureau: il répondra directement à vos questions ou aux questions adressées par mail.
Bureau des enseignants: les bureaux de R. Bouclier, P. Noble et J.-P. Vila sont au département GMM
R. Bouclier: 123
P. Noble: 127
J.-P. Vila: 117
Outre les vidéos et résumés de cours, un polycopié de cours complet (programme 2013-2014) et un polycopié allégé (programme 2014-2015) sont en disponibles en ligne sur cette page (voir la dernière section)
Organisation du semestre:
Semaine 37: Suivre la formation Python en ligne. Pas de cours à préparer. La formation Python est disponible à l'adresse suivante:
http://moodle.insa-toulouse.fr/course/view.php?id=898
Semaine 38 (2CM+1TP): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre I (erreurs numériques) et au chapitre 2 (intégration). La séance de TP (Groupes A/B) est intégralement consacrée aux librairies Numpy, Matplotlib de Python qui seront à la base des TP suivants.
Semaine 39 (1CM+1TP): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre 3. La séance de TP (Groupes C/D) est intégralement consacrée aux librairies Numpy, Matplotlib de Python qui seront à la base des TP suivants. La séance de TP (Groupes A/B) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre I (rappel de cours, réponses aux questions de cours et exercices). Elle sera suivie d'une séance sur machine sur le chapitre I.
Semaine 40 (1CM+1TP): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre 4. La séance de TP (Groupes C/D) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre I (rappel de cours, réponses aux questions de cours et exercices). Elle sera suivie d'une séance sur machine sur le chapitre I. La séance de TP (Groupes A/B) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 2 (rappel de cours, réponses aux questions de cours et exercices). Elle sera suivie d'une séance sur machine sur le chapitre 2.
Semaine 41 (1CM+1TP): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre 5. La séance de TP (Groupes C/D) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 2 (rappel de cours, réponses aux questions de cours et exercices). Elle sera suivie d'une séance sur machine sur le chapitre 2. La séance de TP (Groupe A/B) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 3 (rappel de cours, réponses aux questions de cours et exercices). Elle sera suivie d'une séance sur machine sur le chapitre 3.
Semaine 42 (1Eval Cours+1TP): Evaluation de cours sur les chapitres I à III (pendant le créneau de CM). La séance de TP (Groupe C/D) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 3 (rappel de cours, réponses aux questions de cours et exercices). Elle sera suivie d'une séance sur machine sur le chapitre 3. La séance de TP (Groupes A/B) se décomposera en 1h15 dédiée à finir le TP du chapitre 3 et 1h15 dédiée à une évaluation TP des chapitres 1 à 3.
Semaine 43 (1CM+1TP): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre 6. La séance de TP (Groupes C/D) se décomposera en 1h15 dédiée à finir le TP du chapitre 3 et 1h15 dédiée à une évaluation TP des chapitres 1 à 3. Le TP (Groupes A/B) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 4 suivi d'un TP sur les chapitres 4 et 5.
Semaine 45 (1CM+1TP): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre 7. Le TP (Groupes C/D) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 4 suivi d'un TP sur les chapitres 4 et 5. Le TP (Groupe A/B) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 5 suivi d'un TP sur les chapitres 4 et 5.
Semaine 46 (1CM+1TP): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre 8. Le TP (Groupe A/B) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 6 suivi d'un TP sur le chapitre 6. Le TP (Groupe C/D) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 5 suivi d'un TP sur les chapitres 4 et 5.
Semaine 47 (1CM+1TP): poursuivre le travail entamé sur le chapitre 8. Le TP (Groupe A/B) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 7 suivi d'un TP sur le chapitre 7. Le TP (Groupe C/D) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 6 suivi d'un TP sur le chapitre 6.
Semaine 48 (1Eval+1TP): évaluation de cours sur les chapitres 4 à 7. La séance de TP (Groupe C/D) débutera par 30 minutes de remédiation sur le chapitre 7 suivi d'un TP sur le chapitre 7. La séance de TP (Groupe A/B) se décomposera en 1h15 d'évaluation TP sur les chapitres 4 à 7. Le deuxième créneau (Groupe A/B) sera dédiée à une remédiation sur le chapitre 8 et (si le temps le permet) le TP sur le chapitre 8.
Semaine 49 (1CM+1TP+1TP groupe C/D): écouter la vidéo, lire les documents et préparer les réponses aux questions de cours ainsi que les exercices associés au chapitre 9. La 1ere séance de TP (Groupe C/D) se décomposera en 1h15 d'évaluation TP sur les chapitres 4 à 7. Le deuxième créneau (Groupe A/B) sera dédiée à une remédiation sur le chapitre 8 et (si le temps le permet) le TP sur le chapitre 8. Poursuite du TP (Groupe A/B) sur le chapitre 8. Poursuite du TP (Groupe C/D, 2eme séance) sur le chapitre 8.
Semaine 50 (1TP): Remédiation et TP sur le chapitre 9
Semaine 51 (1Eval Cours+1eval TP): Le TP est décomposé en une évaluation de cours sur les chapitres 8 et 9 de 1h15. La deuxième partie du TP est une évaluation TP sur les chapitres 8 et 9
Evaluation de l'UF
Evaluation du Cours: 3 évaluations dans le semestre (voir le planning ci dessus): questions de cours et exercices type. On trouve ces questions de cours et les exercices dans les fiches de chaque section.
Evaluation TP: 3 évaluations TP de 1h15 (voir le planning ci dessus)
Au final, 2 notes (poids 1/2): 1 note Cours (moyenne des 3 évaluations), 1 note TP (moyenne des 3 évaluations TP).Utilisation des fichiers notebookLes sujets de TP disponibles sur moodle sont des fichiers "notebook" ou en pdf : nomfichier.ipynb que vous pouvez enregistrer dans un répertoire.
Sur les machines du CSN, utilisez pour l instant la procédure suivante :
- télécharger le fichier notebook
- cliquez sur l'onglet 'applications' puis 'programmation' et enfin 'python notebook': une fenêtre web s'ouvre à l'interieur de laquelle vous pouvez ouvrir le notebook.
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ETP3-NOM-GROUPE Devoir
Evaluation de TP no 3.
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IMPORTANT: Sauvegarder votre fichier sous la forme
ETP3b-GROUPE-NOM.py
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Aller sur la page Moodle du cours Python :
http://moodle.insa-toulouse.fr/course/view.php?id=898
Pour pouvoir écouter les vidéos, il faut travailler avec chromium qu'il faut lancer en ligne de commande: tapez
chromium-browser --proxy-pac-url="http://wpad.insa-toulouse.fr/wpad.dat"Pour lancer anaconda (à l'insa):
Sous linux, dans un terminal, taper 'spyder' (sans les guillemets)
Conflit avec une installation canopy:
- "witch python" (pour s'assurer que le problème c'est bien canope)
- "vi .baschrc"
- commenter toutes les lignes liées à Canopy.
Déroulement des quatre premières séances (penser à prendre un casque ou des écouteurs)
Séance 1:
- Introduction : 1h
- Types de données et expressions : 1h30
Séance 2 : Le langage Python
Séance 3:
- Les Entrées/Sorties clavier, écran
- Apprendre à utiliser la librairie NumPy : exos 1 et 2
Séance 4:
- Apprendre à utiliser la librairie Matplotlib (1, 2, 3 et 4)Les séances 3 et 4 feront l'objet d'un TP machine
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Formulaire Python utilisable pour toutes les évaluations TP
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Cette section contient une vidéo, quelques exercices et le texte du TP formatif
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Vidéo commentée
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Texte de la narration associée à la vidéo.
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Testez vos connaissances (mise à jour 18/09/2015)
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Texte TP1
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Texte du TP1 au format PDF
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Corrigé du TP1 (les lignes de codes sont données: il faut soit exécuter le notebook en ligne OU récupérer les commandes et les mettre dans un script qu'on exécutera sur sa machine).
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Vidéo, exercices, TP Python
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Cours sur l'intégration numérique: principe, méthode des rectangles, des trapèzes, de Simpson, définition de l'ordre d'une méthode, illustration numérique.
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Texte du TP2 en pdf
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Faire les exercices 2,3,4
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Pour les exercices, il est recommandé (pour une fois) d'utiliser
votre calculatrice.
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Correction de l'exercice 1
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Cette section contient une vidéo (transparents+bande son), un document pdf, des exercices et une fiche de TP sur la résolution d'équations non linéaires
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Diapositives du cours: à regarder en écoutant les commentaires associés.
237.9 Ko -
Ecouter les commentaires associés aux transparents de cours
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Synthèse du cours sur la résolution d'équations non linéaires
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Exercices types et question de cours à maitriser. Une partie sera posée lors de l'évaluation 1.
Les exercices sont accompagnés d'indications très précises qui doivent vous permettre de les faire sans difficultés.
Mise à jour: 03/10/2015
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TP sur la résolution d'équations non linéaires et exercices de synthèse.
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Notebook Python: texte du TP et exercices type à savoir résoudre le jour de l'évaluation de TP (20 à 30 minutes toutes les deux séances de TP formatives)
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Vidéo, TP Python
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Vidéo commentée du cours
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Questions de cours et exercices sur la résolution directe de systèmes linéaires(pivot de Gauss, décomposition LU, décomposition de Cholesky)
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Vidéo, pour le TP, voir le texte de TP dédié à la résolution de systèmes linéaires
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Vidéo commentée du cours
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Questions de cours et exercices sur les normes et le conditionnement
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Correction des exercices des chapitres 4 et 5
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Le TP porte sur les notions des chapitres 4 ET 5.
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Correction de la partie "Méthodes Directes" du TP sur la résolution d'équations linéaires
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Vidéo, exercices, TP
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Diapositives de cours à regarder en écoutant les commentaires associés
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Commentaires à écouter en passant les transparents
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Synthèse du cours associée aux diapositives
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Fiche de questions de cours. Pour les exercices, vous devez a minima savoir écrire les algorithmes pour
les matrices proposées dans les exercices.
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Correction Exercice 1 du chapitre 6
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TP Méthodes Itératives, Chapitre VI
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Fichier .py de correction (méthode Jacobi+Gauss Seidel)
Attention, le script est valable pour la matrice considérée (et pas pour une matrice quelconque)
pour tenir compte de la structure de la matrice (matrice creuse).
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Transparents de cours
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Questions de cours et exercices type sur l'interpolation
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Transparents de cours à regarder en écoutant les commentaires associés
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Commentaires à écouter en faisant défiler les transparents
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Document de cours
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TP Moindres Carrés:
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Fichiers pour faire le TP moindres carrés
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Commentaires des transparents
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Document de synthèse
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Questions de cours et exercices sur les moindres carrés.
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Vidéo, narration en pdf, TP, exercices, ...
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Version pdf
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Questions de cours et exercice sur la m\'ethode de la puissance.
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Poly de Cours année 2014-2015 (30 pages): version courte
Poly de Cours année 2013-2014 (120 pages): version détaillée, commune à MIC/IMACS
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Chapitre 1: Résolution de systèmes d'équations linéaires
Chapitre 2: Résolution d'équations non linéaires
Chapitre 3: Interpolation de Lagrange, Intégration Numérique
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Une fois téléchargé, vous pouvez utiliser, modifier et partager à nouveau tout le contenu présent dans ce cours.
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