Université Denis Diderot - Paris 7
UFR de Mathématiques
Equipe de Logique Mathématique, Institut Mathématique de Jussieu, CNRS UMR 7586
Bienvenue sur la page d'Alain Prouté

Mes domaines d'intérêt sont la topologie algébrique, la théorie des catégories et des topos, la logique et l'informatique. Vous trouverez sur cette page des cours, des recueils d'exercices, des articles et des textes de conférences. Merci de m'adresser vos remarques, corrections et suggestions éventuelles.

alp@logique.jussieu.fr
Cours de Topologie Algébrique du Master 1 de Mathématiques Fondamentales

Premier cours le 23 janvier 2012. Premier TD le 24 janvier. Le cours a lieu à la Halle aux Farines, le lundi de 14h30 à 16h30 (salle 381F) et le mercredi de 12h30 à 14h30 (salle 379F). Les travaux dirigés sont assurés par Hussein Mourtada le mardi de 10h à 12h (salle 071E), le mercredi de 14h30 à 16h30 (salle 071E) et le jeudi de 8h à 10h (salle 376F).

Partiel 1 le mercredi 7 mars de 13h30 à 16h30 dans le bâtiment Lamarck (rue Hélène Brion) salle 173.
Partiel 2 le mercredi 11 avril de 13h30 à 16h30 dans le bâtiment Lavoisier (15 rue Jean de Baïf) salle 106.
Notes de cours
23 janvier 25 janvier 30 janvier 1 février 6 février 8 février
Conférences
30/11/2011What does it mean to do mathematics within a topos ?Categories and Physics 2011
09/05/2011Comment on traite la question de l'indépendance de l'hypothèse du continu et de l'axiome du choix avec la théorie des faisceaux de Grothendieck.Séminaire Général de Logique
28/04/2011Les topologies de Grothendieck pour les nuls.Séminaire de Géométrie Analytique Complexe
12/03/2011Sur quelques liens entre catégories, programmation et preuves.Séminaire Itinérant de Catégories
23/02/2011Pourquoi les topologies de Grothendieck intéressent-elles les logiciens ?Algèbre et Topologie Homotopiques
16/12/2010Des catégories pour comprendre la programmation.Journée Mathématiques Innovantes
31/05/2010On the link between topoi and the vernacular of mathematicsCategory Theory and Philosophy of Mathematics Today (ENS Ulm)
(Conférence enregistrée par Benoit Daval)
24-26/05/2010Ateliers pédagogiquesLycée Français d'Alicante
17/05/2010L-algebras and homotopy types.Université de Hong-Kong
Conférence à l'université de Hong-Kong
24/03/2010Topologies de Grothendieck et de Lawvere-TierneySéminaire A. Khelif
12/01/2010Le projet Saunders.Séminaire Complexité et Logique
12/05/2009Pourquoi existe-t-il une logique non classique ?Après-midi Philomatiques.
17/04/2009Constructivisme, algorithmes et égalitéSéminaire de Philosophie des Mathématiques
9/03/2009Le raisonnement par l'absurdeSéminaire de Philosophie et Mathématiques
16/01/2009Qu'est-ce qu'une démonstration ?Lycée Français d'Alicante
à Alicante avec les éléves de terminale européenne et leur professeur
4/06/2008L-Algèbres: un modèle des types d'homotopieAlgèbre et Topologie Homotopiques
21/05/2008Le raisonnement par l'absurdeAprès-midi Philomatiques
22/04/2008Les topos via les classifiantsCategory Theory and Physics
17/03/2008Un petit aperçu de la logique catégorique et application à l'informatiqueSéminaire Général de Logique
21/02/2008Topos et démonstrations constructives IIISéminaire de Géométrie Analytique Complexe
7/02/2008Topos et démonstrations constructives IISéminaire de Géométrie Analytique Complexe
17/01/2008Topos et démonstrations constructives ISéminaire de Géométrie Analytique Complexe
29/05/2007Sur quelques liens entre théorie des topos et théorie de la démonstrationLogique et Interaction
Algèbre
Niveaux :
  L1-L2
  L3
Applications Bilinéaires et Formes Quadratiques
PDF 436 KO

Applications bilinéaires, applications linéaires associées, espace dual, représentation matricielle, changement de base, orthogonalité, formes non dégénérées, definies, formes quadratiques, forme polaire, diagonalisation (Gauss), signature, plan artinien, plan projectif, division harmonique, coniques, poles et polaires, produits scalaires, espaces euclidiens, matrices orthogonales, endomorphisme adjoint, endomorphismes normaux, auto-adjoints et isométries, groupe orthogonal, théorèmes de Fregier et de Pascal.

Niveaux :
  L1-L2
Le Déterminant
PDF 138 KO

Permutations, nombre d'inversions, signature d'une permutation, transpositions, espace dual, application transposée, base duale, rang de la transposée, mesure de volume (forme multilinéaire alternée), déterminant d'un endomorphisme, d'une matrice carrée, mineur, cofacteur, développement par rapport aux lignes et aux colonnes, application au calcul du rang d'une matrice, formule de la comatrice, déterminant de Van der Monde.

Niveaux :
  L1-L2
Le théorème de Cayley-Hamilton
PDF 53 KO

Ce très court texte contient une démonstration élémentaire et aussi peu calculatoire que possible du théorème de Cayley-Hamilton.

Logique et Fondations
Niveaux :
  M1
  M2-D
Cours de Logique Catégorique
PDF 3393 KO

Cours de logique catégorique donné en 2008, 2009 et 2010 dans le Master 2 ``Logique mathématique et Fondements de l'Informatique''. Ce cours introduit les notions essentielles de théorie des catégories (problèmes universels, classifiants, foncteurs adjoints, monades,...) et expose les bases de la théorie des topos élémentaires, en particulier le langage interne, la sémantique de Kripke-Joyal, les topos de préfaisceaux d'ensembles, les topologies de Grothendieck et de Lawvere-Tierney, et les topos de faisceaux. Contient plus de 300 exercices dont certains sont corrigés.

Niveaux :
  Tous
Indépendance et consistance relative du tiers exclu.
PDF 221 KO

Ce texte, établi en collaboration avec l'un de mes étudiants, présente une démonstration élémentaire du fait que le principe du tiers exclu ne résulte pas des principes structurels (intuitionnistes) de démonstration. Il constitue une suite (en plus formel) au ``Topos des Shadoks'' qu'on trouvera sur cette même page.

Niveaux :
  Tous
Le raisonnement par l'absurde
PDF 158 KO

Un exposé fait en mai 2008 sur le raisonnement par l'absurde. Sans entrer dans les détails techniques, on apprend en quoi consistent les mathématiques ``structurelles'' (également appelées ``intuitionnistes'') et ce qu'est le constructivisme. On explique la différence de comportement entre connecteurs additifs et connecteurs multiplicatifs. Enfin, on explore le principe de la double négation et du raisonnement par l'absurde et on distingue deux sortes de tels raisonnements dont l'une est constructive et l'autre pas.

Niveaux :
  Tous
Le Topos des Shadoks
PDF 636 KO

Cette série de transparents introduit d'une manière ludique la notion de topos élémentaire de Lawvere-Tierney. La logique du topos présenté ici est ternaire. On explique pourquoi l'axiome du choix et le théorème de Cantor-Bernstein ne sont pas valides dans ce topos (signe que ces énoncés ne sont pas constructifs).

Niveaux :
  M2-D
Les Topos sans les Monomorphismes
PDF 165 KO

On axiomatise la structure de topos élémentaire sans la notion de monomorphisme. Dans la conclusion, on explique en quoi cette axiomatisation éclaire l'usage de certaines phrases dans le langage mathématique ordinaire. Ce texte constitue par ailleurs une introduction condensée à la structure de topos élémentaire et à la sémantique de Kripke-Joyal pour ceux qui connaissent déjà un peu les catégories.

Niveaux :
  Tous
Les Topos Elémentaires via les Classifiants
PDF 179 KO

Un exposé ``self-contained'' fait au séminaire ``Catégories et Physique'' en avril 2008, dans lequel les topos élémentaires sont présentés en utilisant la seule notion de classifiant d'un foncteur.

Niveaux :
  Tous
Les Entiers Naturels
PDF 157 KO

On axiomatise la notion d'ensemble des entiers naturels à l'aide du principe de récursion simple (inspiré par les travaux de W. Lawvere), on en déduit le principe de récursion primitive, et les axiomes de Peano (dont le principe usuel du raisonnement par récurrence). On développe l'arithmétique dans N, à partir de cette définition (addition, multiplication, division euclidienne,...). Application aux ensembles finis et aux cardinaux. On démontre aussi l'axiome des choix dépendants à partir de l'axiome général du choix, et du principe de récursion simple.

Niveaux :
  M2-D
Problèmes de théorie des catégories et de théorie des topos.
PDF 513 KO

Les problèmes de partiels et d'examens donnés pendant les trois années de mon cours de logique catégorique (avec solutions).

Niveaux :
  Tous
Topos et Démonstrations
PDF 403 KO

Dans cet exposé fait à Luminy en mai 2007, est essentiellement discutée la notion d'indiscernabilité des preuves. Des arguments sont donnés en faveur de ce principe, aussi bien provenant de l'analyse du comportement des mathématiciens, que d'une modélisation des mathématiques dans les topos. On y parle également du système de types de Martin-Löf et de ses rapports avec le théorème de Diaconescu. Le caractère partiellement constructif de l'axiome du choix est aussi discuté.

Topologie Algébrique
Niveaux :
  M2-D
A-infini structures
PDF 536 KO

Ce texte est la partie principale de ma thèse d'état soutenue en 1986. C'est une étude de l'homologie des fibrations principales de fibre K(Z/p,n), utilisant les notions de A-infini algèbres et coalgèbres. On y trouvera une présentation de la méthode des petites constructions de Cartan pour le calcul de l'holomogie de K(Z/p,n), une théorie homotopique des cochaînes de Brown, une construction des modèles minimaux de Baues-Lemaire et Kadeishvili, et les premiers pas d'une identification des petites constructions de Cartan à des A-infini produits tensoriels tordus.

Niveaux :
  M2-D
Calsse d'Euler rationnelle des sous-groupes résolubles de GL(2n,R)
PDF 194 KO

Dans cette note aux C.R.A.S. on montre qu'une variété plate (non riemannienne; la connexion peut donc avoir de la torsion) compacte sans bord dont le groupe fondamental est résoluble a une caractéristique d'Euler nulle.

Niveaux :
  M2-D
Church-Rosser property and Homology of Monoids
PDF 273 KO

Ce texte écrit en collaboration avec Yves Lafont est une introduction à la réécriture dans les monoïdes et à l'homologie des monoïdes. On y démontre le théorème de Squier, qui énonce que le rang du troisième groupe d'homologie d'un monoïde minore le nombre de paires critiques dans n'importe quelle présentation du monoïde par un système de réécriture confluent et noethérien.

Niveaux :
  M2-D
Classes Caractéristiques
PDF 162 KO

Fibrés localement triviaux, fibrés induits et invariance homotopique, grassmannienne et fibrés universels, application de Gauss, théorème de Leray-Hirsch, classe de Thom, classe d'Euler, suite de Gysin, algèbre de cohomologie de l'espace projectif, le fibré projectif associé, le principe de scindement, algèbre de cohomologie de la grassmannienne infinie, classes caractéristiques.

Niveaux :
  M2-D
Sur la diagonale d'Alexander-Withney
PDF 236 KO

Dans cette note aux C.R.A.S. on caractérise la diagonale d'Alexander-Withney par une propriété de son image. Ceci permet de prouver sans calcul que la transformation d'Eilenberg-Mac Lane est un morphisme de coalgèbres.

Niveaux :
  M2-D
Sur la transformation d'Eilenberg-Mac Lane
PDF 231 KO

Cette note aux C.R.A.S. caractérise la transformation naturelle d'Eilenberg-Mac Lane d'une manière très simple, ce qui permet d'établir très facilement ses principales propriétés, et donc d'éviter les nombreuses pages de calculs qu'on trouve habituellement concernant cette transformation.

Niveaux :
  M2-D
Un contre-exemple à la géométricité du shuffle-coproduit de la cobar-construction
PDF 474 KO

Dans cette note aux C.R.A.S. il est montré que même si la coalgèbre d'homologie (à coefficients dans un corps) d'un espace X est quasi-isomorphe à la coalgèbre des chaînes singulières de X, il se peut que la cobar-construction sur cette homologie, vue comme une coalgèbre avec le shuffle-coproduit, ne soit pas quasi-isomorphe à la coalgèbre des cochaînes de l'espace des lacets de X.

Topologie et Analyse
Niveaux :
  L1-L2
  L3
Calcul Différentiel
PDF 420 KO

Dérivée d'une fonction définie sur un ouvert de Rn. Exemples. Dérivation des fonctions composées. Matrice jacobienne. Dérivées partielles. Théorème de la moyenne. Convergence des dérivées d'une suite de fonctions. Dérivées d'ordre supérieur. Formule de Taylor. Théorème de Schwarz. Extrémas des fonctions deux fois dérivables. Difféomorphismes et théorème d'inversion locale.

Niveaux :
  L1-L2
  L3
Equations Différentielles
PDF 273 KO

Définition, solutions, différentiabilité des solutions, systèmes différentiels, équations autonomes, équations d'ordre supérieur, conditions initiales et solutions non prolongeables, interprétation géométrique, démonstration du théorème de Cauchy-Lipschitz, exemples tirés de la physique, méthodes de résolution, comparaison des solutions, caractérisation des solutions maximales, équations linéaires, résolvante, variation des constantes.

Niveaux :
  L1-L2
Espaces Métriques
PDF 226 KO

Rappel sur les nombres réels, boules ouvertes, partie bornées, voisinages parties ouvertes, points adhérents, parties fermées, parties denses, suites, sous-suites, points d'accumulation, limite, théorème de Bolzano-Weierstrass, suites de Cauchy, espaces complets, compacts, application continues, uniformément continues, lipschitziennes, théorème élémentaire de prolongement.

Niveaux :
  L1-L2
Espaces Normés et Algèbres de Banach
PDF 127 KO

Définition des normes, des espaces et algèbres de Banach. Continuité des applications linéaires. Propriétés élémentaires des algèbres de Banach. L'application exponentielle. Comparaison des fonctions au voisinage d'un point.

Niveaux :
  L1-L2
L'Intégrale Simple
PDF 332 KO

Définition des fonctions réglées et en escalier. Définition de leur intégrale sur un intervalle. Techniques de calcul. Majorations. Intégrales généralisées. Intégrales dépendant d'un paramètre. Exercices corrigés.

Niveaux :
  L3
  M1
Problèmes de Topologie et Calcul Différentiel
PDF 371 KO

Ce recueil de 12 problèmes (1 par semaine) avec solutions a été élaboré lors d'un enseignement de L3 à Paris 7. Les sujets abordés sont les suivants: (1) application exponentielle complexe, (2) espace de Sierpinski et topologie des cofinis, (3) topologie X-adique et espaces ultramétriques, (4) revêtements, (5) calcul du diamètre de quelques espaces métriques dont des exemples de grassmanniennes, (6) limites supérieures et inférieures, semi-continuité, (7) théorème de Stone-Weierstrass, (8) théorème de Baire et application aux fonctions continues non dérivables, (9) dérivée de l'application exponentielle d'une algèbre de Banach non commutative, (10) équivalence entre champs de vecteurs et dérivations de l'algèbre des fonctions, (11) gradient et surface définie comme isopotentiel, applications de Gauss et de Weingarten, (12) formes de Pfaff et lemme de Poincaré.

Niveaux :
  Tous
Transcendance de e et pi pour les nuls
PDF 135 KO

Mémoire réalisé par trois de mes étudiants de Licence 1, dans lequel sont démontrées les transcendances de e et pi.