Démonstration mathématique de KaTeX

2 min

KaTeX est une bibliothèque JavaScript multiplateforme qui permet d’afficher des notations mathématiques dans les navigateurs web. Elle se distingue par sa rapidité et sa facilité d’utilisation. Développée à l’origine par Khan Academy, elle est devenue l’un des cinq projets les plus populaires de GitHub.

Théorie des groupes

Le lemme de Burnside, également appelé théorème de dénombrement de Burnside, lemme de Cauchy-Frobenius ou théorème du nombre d’orbites.

Soit \wedge une action de groupe d’un groupe fini GG sur un ensemble fini XX. Le nombre tt d’orbites de cette action est alors donné par la formule suivante.

t=1GgGFix(g)t=\frac{1}{|G|}\sum_{g\in G}|\text{Fix}(g)|

Pour tout entier n2n\ge2, le groupe quotient Z/nZ\mathbb{Z}/n\mathbb{Z} est un groupe cyclique engendré par 1+nZ1+n\mathbb{Z}, et donc Z/nZZn\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}\cong\mathbb{Z}_n.

Le groupe quotient R/Z\mathbb{R}/\mathbb{Z} est isomorphe à ([0,1),+1)([0,1),+_1), le groupe des nombres réels de l’intervalle [0,1)[0,1) muni de l’addition modulo 1.

Théorème d’isomorphisme. Soit ϕ ⁣:(G,)(H,)\phi\colon(G,\circ)\to(H,*) un homomorphisme. Alors la fonction

f ⁣:G/Ker(ϕ)Im(ϕ)xKer(ϕ)ϕ(x)\begin{aligned} f\colon G/\text{Ker}(\phi)&\to\text{Im}(\phi)\\ x\text{Ker}(\phi)&\mapsto\phi(x) \end{aligned}

est un isomorphisme, d’où

G/Ker(ϕ)Im(ϕ)G/\text{Ker}(\phi)\cong \text{Im}(\phi)

Théorème de Taylor

Soit la fonction ff différentiable (n+1)(n+1) fois sur un intervalle ouvert contenant les points aa et xx. Alors

f(x)=f(a)+f(a)(xa)++f(n)(a)n!(xa)n+Rn(x)f(x)=f(a)+f'(a)(x-a)+\cdots+\frac{f^{(n)}(a)}{n!}(x-a)^n+R_n(x)

Rn(x)=f(n+1)(c)(n+1)!(xa)n+1,R_n(x)=\frac{f^{(n+1)}(c)}{(n+1)!}(x-a)^{n+1},

pour un certain cc situé entre aa et xx.

KaTeX\KaTeX ne dispose pas d’une option d’alignement à droite. Une colonne alignée supplémentaire est donc utilisée pour les numéros d’équation. Ceux-ci sont repoussés vers la droite grâce à l’espacement mkern, par défaut \mkern100mu. Les environnements align et align* peuvent être utilisés, tout comme \tag et \notag.

Environnement Align

π4n2=4n(n!)22n2(2n)!n(2n1)Jn14n(n!)22n2(2n)!2n2Jn=4n4(2n)!(n!n)22n(2n1)Jn14n(n!)2(2n)!Jn=4n1((n1)!)2(2n2)!Jn14n(n!)2(2n)!Jn\begin{align} \frac{\pi}{4n^2} &= \frac{4^n(n!)^2}{2n^2(2n)!}n(2n-1)J_{n-1}-\frac{4^n(n!)^2}{2n^2(2n)!}2n^2J_n \tag{1} \\ &= \frac{4^n}{4(2n)!}\left(\frac{n!}{n}\right)^22n(2n-1)J_{n-1}-\frac{4^n(n!)^2}{(2n)!}J_n \tag{$\ddagger$} \\ &= \frac{4^{n-1}((n-1)!)^2}{(2n-2)!}J_{n-1}-\frac{4^n(n!)^2}{(2n)!}J_n \tag{2} \end{align}

Environnement Align*

4N(N!)2(2N)!JN4N(N!)2(2N)!π2412n+2I2N=π28(N+1)4N(N!)2(2N)!I2N=π28(N+1)π2=π316(N+1)xsinxπ2doncxπ2sinx\begin{align} \frac{4^N(N!)^2}{(2N)!}J_N &\leq \frac{4^N(N!)^2}{(2N)!}\frac{\pi^2}{4}\frac{1}{2n+2}I_{2N} \tag{*} \\ &= \frac{\pi^2}{8(N+1)}\frac{4^N(N!)^2}{(2N)!}I_{2N} \\ &= \frac{\pi^2}{8(N+1)}\frac{\pi}{2} \tag{**} \\ &= \frac{\pi^3}{16(N+1)} \\ \frac{x}{\sin x} &\leq \frac{\pi}{2} \tag{3} \\ \text{donc} \qquad\qquad x &\leq \frac{\pi}{2}\sin x \tag{4} \end{align}

Somme d’une série

i=1k+1i=(i=1ki)+(k+1)=k(k+1)2+k+1=k(k+1)+2(k+1)2=(k+1)(k+2)2=(k+1)((k+1)+1)2\begin{align*} \sum_{i=1}^{k+1}i &= \left(\sum_{i=1}^{k}i\right) +(k+1) \tag{1} \\ &= \frac{k(k+1)}{2}+k+1 \tag{2} \\ &= \frac{k(k+1)+2(k+1)}{2} \tag{3} \\ &= \frac{(k+1)(k+2)}{2} \tag{4} \\ &= \frac{(k+1)((k+1)+1)}{2} \tag{5} \end{align*}

Notation des produits

1+q2(1q)+q6(1q)(1q2)+=j=01(1q5j+2)(1q5j+3), pour q<1.1 + \frac{q^2}{(1-q)}+\frac{q^6}{(1-q)(1-q^2)}+\cdots = \prod_{j=0}^{\infty}\frac{1}{(1-q^{5j+2})(1-q^{5j+3})}, \text{ pour }\lvert q\rvert < 1.

Produit vectoriel

V1×V2=ijkXuYu0XvYv0\mathbf{V}_1 \times \mathbf{V}_2 = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\[1ex] \frac{\partial X}{\partial u} & \frac{\partial Y}{\partial u} & 0 \\[2.5ex] \frac{\partial X}{\partial v} & \frac{\partial Y}{\partial v} & 0 \end{vmatrix}

Équations de Maxwell

×B1cEt=4πcjE=4πρ×E+1cBt=0B=0\begin{align*} \nabla \times \vec{\mathbf{B}} -\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{E}}}{\partial t} &= \frac{4\pi}{c}\vec{\mathbf{j}} \\ \nabla \cdot \vec{\mathbf{E}} &= 4 \pi \rho \\ \nabla \times \vec{\mathbf{E}}\, +\, \frac1c\, \frac{\partial\vec{\mathbf{B}}}{\partial t} &= \vec{\mathbf{0}} \\ \nabla \cdot \vec{\mathbf{B}} &= 0 \end{align*}

Lettres grecques

Γ Δ Θ Λ Ξ Π Σ Υ Φ Ψ Ωα β γ δ ϵ ζ η θ ι κ λ μ ν ξ ο π ρ σ τ υ ϕ χ ψ ω ε ϑ ϖ ϱ ς φ\begin{align*} &\Gamma\ \Delta\ \Theta\ \Lambda\ \Xi\ \Pi\ \Sigma\ \Upsilon\ \Phi\ \Psi\ \Omega\\ &\alpha\ \beta\ \gamma\ \delta\ \epsilon\ \zeta\ \eta\ \theta\ \iota\ \kappa\ \lambda\ \mu\ \nu\ \xi\ \omicron\ \pi\ \rho\ \sigma\ \tau\ \upsilon\ \phi\ \chi\ \psi\ \omega\ \varepsilon\ \vartheta\ \varpi\ \varrho\ \varsigma\ \varphi \end{align*}

Flèches

                             \begin{align*} &\gets\ \to\ \leftarrow\ \rightarrow\ \uparrow\ \Uparrow\ \downarrow\ \Downarrow\ \updownarrow\ \Updownarrow\\ &\Leftarrow\ \Rightarrow\ \leftrightarrow\ \Leftrightarrow\ \mapsto\ \hookleftarrow\\ &\leftharpoonup\ \leftharpoondown\ \rightleftharpoons\ \longleftarrow\ \Longleftarrow\ \longrightarrow\\ &\Longrightarrow\ \longleftrightarrow\ \Longleftrightarrow\ \longmapsto\ \hookrightarrow\ \rightharpoonup\\ &\rightharpoondown\ \leadsto\ \nearrow\ \searrow\ \swarrow\ \nwarrow \end{align*}

Symboles

                  \begin{align*} &\surd\ \barwedge\ \veebar\ \odot\ \oplus\ \otimes\ \oslash\ \circledcirc\ \boxdot\ \bigtriangleup\\ &\bigtriangledown\ \dagger\ \diamond\ \star\ \triangleleft\ \triangleright\ \angle\ \infty\ \prime\ \triangle \end{align*}

Exemples tirés de la démonstration en ligne de KaTeX