Arithmétique par intervalles
Résumé
This paper constitutes an introduction to interval arithmetic. This arithmetic allows on the one hand to take into account the measurement uncertainties on data and on the other hand to determine an enclosure of the computed result that is guaranteed to contain it: indeed, the main advantage of interval arithmetic is its reliability. The goal of this introduction is to emphasize the strong points of interval arithmetic and to explain how to alleviate its problems. The main advantage is to provide global information, such as for instance the range of a function over a whole set. This global information can serve to prove that an iteration is contractant and thus that it has a fixed point. It can also be used to detemine the global optimum of a function without being trapped by a local one.
Cet article est une introduction à l'arithmétique par intervalles. Avec une telle arithmétique, il est possible à la fois de tenir compte des incertitudes sur les données et de retourner un encadrement contenant à coup sûr le résultat d'un calcul : la force de l'arithmétique par intervalles est en effet la fiabilité des résultats. L'objectif de cette introduction est de mettre en évidence les points forts d'une telle arithmétique et de montrer comment contourner ses faiblesses. Son avantage majeur est de fournir une information globale telle qu'un surencadrement de l'image d'un ensemble par une fonction. Cette information globale peut être utilisée pour déterminer le caractère contractant d'une itération et par conséquent pour prouver l'existence et l'unicité de la solution calculée. Elle peut aussi servir à optimiser globalement une fonction en évitant de se laisser piéger par un optimum local.
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