La conjecture 3n+1 est sans doute le problème ouvert actuel le plus élémentaire de toutes les mathématiques. En itérant la très simple fonction arithmétique T(n)= n/2 ou (3n+1)/2 selon que n est pair ou impair, on ne maîtrise plus grand chose sur l’évolution des trajectoires. En effet, on conjecture depuis des décennies que quel que soit l’entier de départ n0, on finira toujours par tomber sur 1. Mais il semble qu’on soit encore très loin de pouvoir le prouver. Le but de l’exposé est de présenter deux ou trois résultats partiels, tant théoriques qu’expérimentaux, sur ce problème.
La journée en l'honneur de Pierre aura lieu le lundi 24 octobre de 9h45 à 16h Programme provisoire 10h - 10h45 : hommages de Ph. Galez, Ph. Briand, P. Orro, G. Angénieux, N. Kardos (amphi Nivolet) 11h - 11h45 : exposé de J. Blum (amphi Nivolet) 12h - 14h : buffet au bâtiment EVE 14h - 14h45 : exposé de Michel Pierre (salle TLR) 15h - 15h45 : exposé de Laurent Véron (salle TLR)
Many of the most important results in mathematics are based on some inequality, of geometric or analytic nature. On the other hand, this separation between geometry and analysis is not sharp and the most intriguing inequalities are indeed the ones that have a mixed nature and enhance the interplay of the two realms. Moreover, many apparently purely geometric inequalities have some powerful functional counterpart, like for instance the Isoperimetric Inequality and Sobolev Inequality. I will try to give some general overview on geometric-analytic inequalities and will concentrate on one of them, precisely the Brunn-Minkowski inequality, an apparently geometric inequality which is at the core of modern convex geometry, and on its functional counterpart, the Borell-Brascamp-Lieb inequality. And also possibly show some applications to PDEs.
We consider the linear wave equation and the linear Schrödinger equation outside a compact, strictly convex obstacle in Rd with smooth boundary. In dimension d=3 we show that the linear wave flow and the linear Schrödinger flow satisfy the dispersive estimates as in R3. For d> 3, if the obstacle is a ball, we show that there exists points where the dispersive estimates fail for both wave and Schrödinger equations.
Dans cette exposé, on montre comment donner une interprétation géométrique et dynamique à certains algorithmes de fraction continues multidimensionnelles; cela permet, en utilisant l'algorithme de Brun, de donner un modèle symbolique pour le flot des chambres de Weil.
Dans le monde des systèmes hamiltoniens d'équations aux dérivées partielles, les notions d'équation intégrable et de solution turbulente occupent des places apparemment irréconciliables. Après avoir tenté de donner une idée accessible de ces deux notions, je discuterai un exemple découvert récemment d'équation obtenue comme forme normale d'un modèle d'onde non linéaire, qui est intégrable au sens de Lax, mais dont les solutions sont génériquement turbulentes.
In the context of chemical reaction networks with mass-action and other rational kinetics, a major question is to preclude or to guarantee multiple positive steady states. I will explain this motivation and I will present necessary and sufficient conditions in terms of sign vectors for the injectivity of families of polynomials maps with arbitrary real exponents defined on the positive orthant. These conditions extend existing injectivity conditions expressed in terms of Jacobian matrices and determinants, obtained by several authors. In the context of real algebraic geometry, this approach can be seen as the first partial multivariate generalization of the classical Descartes' rule, which bounds the number of positive real roots of a univariate real polynomial in terms of the number of sign variations of its coefficients. This is joint work with Stefan Müller, Elisenda Feliu, Georg Regensburger, Anne Shiu and Carsten Conradi. I will also present some further advances in this multivariate generalization obtained in collaboration with Frédéric Bihan, together with applications to biochemical MESSI systems obtained in collaboration with Mercedes Pérez Millán.
L'observation à un instant T du mouvement brownien d'un nuage de points indistinguables dont on connaît la position initiale conduit naturellement au problème de transport optimal de Monge, comme on le comprend dorénavant bien à la suite d'un article de Schroedinger datant des années 30. En poussant un peu plus loin l'analyse, à l'aide du principe de grandes déviations et de techniques de calcul des variations, on arrive à un système dynamique de particules liée au groupe symétrique, dont on peut ensuite dériver par analyse asymptotique des modèles classiques de mécanique, tels que la gravitation de Newton et l'hydrodynamique d'Euler.
Depuis l'exceptionnelle contribution d'Alan Turing sur la modélisation mathématique de la morphogénèse en 1952, il est connu qu'ajouter de la diffusion dans un bon système d'équations différentielles ordinaires peut, paradoxalement, détruire la stabilité des solutions stationnaires. Ces instabilités, dites de Turing, conduisent alors à de nouveaux états stationnaires qui sont non homogènes en espace et font apparaître une riche panoplie de motifs asymptotiques. Il s'avère que l'ajout de diffusion peut même détruire l'existence globale en temps et créer des explosions en temps fini. Le but de cet exposé est de discuter cette question d'existence globale pour les systèmes de réaction-diffusion, en particulier ceux, très fréquents dans les applications, où la positivité des solutions est préservée et pour lesquels la masse totale est à priori bornée. Bizarrement, la question reste encore ouverte dans sa généralité. Nous indiquerons ce qui a été résolu ainsi que les défis restants.
Nous présentons une nouvelle librairie pour le calcul des variations, la librairie CalcVar. Une attention particulière a été portée lors du développement au calcul efficace de l’évaluation numérique de la fonction coût, de son gradient et de sa matrice hessienne. Nous regardons aussi la régularisation des surfaces discrètes par la minimisation d’énergies. Nous nous intéressons plus particulièrement à l’étude numérique de ce type d’approximation en dimension trois. Nous montrons comment cette approche peut permettre la régularisation de contours en présence de singularités. d’ordre deux. Nous proposons enfin un nouvel algorithme de génération aléatoire d’objets de largeur constante dont nous établissons la convergence presque sûre. Ce travail est, à notre connaissance, le premier algorithme permettant de générer des objets de largeur constante sans informations géométriques restrictives (symétrie de révolution, coupe de largeur constante, etc.).
Au cours de cet exposé, je vous présenterai mes thèmes de recherche à l'interface entre mathématiques et écologie et mes problématiques de travail. Un de mes axes d'étude est de comprendre et de décrire les effets de la dispersion et de la croissance d'une population sur son devenir et notamment sur sa diversité génétique. Dans un premier temps, je décrirai les divers modèles mathématiques utilisés en dynamique des population et en génétiques des populations pour répondre à ces questions. Ensuite, je vous montrerai comment mon approche mathématique basée sur des EDPs permet de décrire la dynamique de la diversité génétique d'un population en expansion. Ces travaux sont basés sur l'étude de solutions particulières des équations de réaction-dispersion: les fronts progressifs ou traveling waves. Ces solutions décrivent l'invasion d'un état stationnaire du système par un autre.
Un résultat maintenant classique (et souvent attribué a Peter Buser) dit que toute variété riemannienne complète à courbure de Ricci positive admet des inégalités de Poincaré. Dans cet exposé, on essayera de donner/proposer des analogues du théorème de Buser dans le cas des espaces métriques continus (espace géodésiques) ou discrets (graphes).
In this talk I will illustrate how to use basic results in Ehrhart theory to solve a problem on discriminants. I will introduce all the necessary notions such as Ehrhart polynomials and lattice polytopes. As it turns out, the problem will be reduced to a question about binomial coefficients.
La logique, et plus particulièrement la théorie de la démonstration — domaine qui a pour objet d'étude les preuves mathématiques, a récemment donné lieu à de nombreux développements concernant l'informatique théorique. Ces développements se fondent sur une correspondance, dite de Curry-Howard, entre les preuves mathématiques et les programmes informatiques. L'intérêt de cette correspondance provient du fait que celle-ci soit dynamique: l'exécution des programmes correspond à une procédure sur les preuves, dite d'élimination des coupures. Suite à une étude poussée de la formalisation des preuves, Jean-Yves Girard a initié le programme de géométrie de l'interaction. Ce programme, dans une première approximation, a pour objectif l'obtention d'une représentation des preuves rendant compte de la dynamique de l'élimination des coupures. Via la correspondance entre preuves et programmes, cela correspond donc à obtenir une sémantique des programmes rendant compte de la dynamique de leur exécution. Cependant, le programme de géométrie de l'interaction est plus ambitieux: au-delà de la simple interprétation des preuves, il s'agit d'une complète reconstruction de la logique autour de la dynamique d'élimination des coupures. On reconstruit donc la logique des programmes eux-mêmes, dans un cadre où la notion de formule rend compte du comportement des algorithmes. Depuis l'introduction de ce programme, Jean-Yves Girard a proposé plusieurs constructions afin de le réaliser dans lesquelles les preuves sont représentées par des opérateurs dans une algèbre de von Neumann. Ces constructions étant fondées sur la notion d'exécution des programmes, le programme de géométrie de l'interaction est particulièrement pertinent pour l'étude de la complexité algorithmique. En particulier, ce programme a déjà démontré qu'il permettait de formaliser à l'aide d'outils mathématiques des classes de complexité en temps et en espace.