Dynamical systems

Description

– Definition of an autonomous ODE, definition of a Cauchy Problem, Theorem of Cauchy-Lipschitz
– Definition of a maximal solution and the maximum domain, analysis of the stability
– Qualitative properties: conservative systems, Lyapunov functions, introduction to bifurcations (+ limit cycles)
– Construction of the phase portrait of an ODE in dimension 1 and 2
– Numerical integration of an autonomous ODE (Euler, RK, Crank-Nicholson)
– Analysis of a numerical scheme: stability, consistency and convergence

The above-mentioned concepts will be introduced and applied to 4 dynamical systems used all along this class

Objectifs

At the end of this module, the student will have understood and be able to 

-Define a Cauchy problem and prove the well-posedness of an autonomous ordinary differential equation
-Obtain qualitative properties of the solution of an autonomous ordinary differential equation (maximal solution, maximum domain, stability)
-Draw the phase portrait of an autonomous ordinary differential equation in dimension 1 and 2
-Solve using numerical integration an autonomous ordinary differential equation
 - Apply these notions to analyze a dynamical system used in physics, biology or population dynamics

Pré-requis

Differential and integral calculus, linear algebra

Évaluation

L’évaluation des acquis d’apprentissage est réalisée en continu tout le long du semestre. En fonction des enseignements, elle peut prendre différentes formes : examen écrit, oral, compte-rendu, rapport écrit, évaluation par les pairs…

En bref

Crédits ECTS :

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