Inégalité de Cauchy
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mehdi-128
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par mehdi-128 » 06 Jan 2011, 18:15
Bonsoir, A est un ensemble qui vérifie : pour tout entier naturel non nul,
^{\frac{1}{n})
Précédemment j'ai montré que 1 appartient à A, que pour tout entier naturel non nul, si n appartient à A alors 2n appartient à A.
J'aimerai prouver que si : n+1 appartient à A alors n appartient à A mais c'est là que je bloque!
Je pars de :
^{\frac{1}{n+1})
C'est surtout la partie gauche de l'inégalité qui me gêne.
Merci d'avance.
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mehdi-128
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par mehdi-128 » 06 Jan 2011, 23:08
Personne n'a une idée ?
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benekire2
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par benekire2 » 06 Jan 2011, 23:20
Prend un cas particulier! ! bonne chance!
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Olympus
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par Olympus » 06 Jan 2011, 23:26
Salut !
Supposons que l'inégalité est vraie pour

.
Donc
 \sqrt[n+1]{\bigprod_{k=1}^{n+1} x_k})
En particulier, si on met

, on obtient :
 \sqrt[n+1]{\left(\bigprod_{k=1}^n x_k \right)^{\frac{n+1}{n}}} = \left(n+1\right) \sqrt[n]{\bigprod_{k=1}^n x_k })
D'où le résultat .
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mehdi-128
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par mehdi-128 » 07 Jan 2011, 00:32
Olympus a écrit:Salut !
Supposons que l'inégalité est vraie pour

.
Donc
 \sqrt[n+1]{\bigprod_{k=1}^{n+1} x_k})
En particulier, si on met

, on obtient :
 \sqrt[n+1]{\left(\bigprod_{k=1}^n x_k \right)^{\frac{n+1}{n}}} = \left(n+1\right) \sqrt[n]{\bigprod_{k=1}^n x_k })
D'où le résultat .
Merci beaucoup mais il y a un truc que je comprends pas. Pourquoi à t-on :

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Olympus
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par Olympus » 07 Jan 2011, 00:34
mehdi-128 a écrit:Merci beaucoup mais il y a un truc que je comprends pas. Pourquoi à t-on :

On ne l'a pas, je l'ai imposé . Car si l'inégalité est vraie pour tout (n+1)-uplet, alors quelque soit le choix de mes variables, elle devra le rester ( cf. ton quantificateur universel au début ) .
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mehdi-128
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par mehdi-128 » 07 Jan 2011, 00:39
Olympus a écrit:On ne l'a pas, je l'ai imposé . Car si l'inégalité est vraie pour tout (n+1)-uplet, alors quelque soit le choix de mes variables, elle devra le rester ( cf. ton quantificateur universel au début ) .
Ah d'accord je comprend mieux merci bien vu :we:
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arnaud32
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par arnaud32 » 07 Jan 2011, 08:37
si tu poses

et que tu utilises la convexite de la fonction exp tu trouves que
^{1/n}=e^{\sum_{k=1}^n\frac{u_k}{n}} \leq \sum_{k=1}^ne^{u_k }/n=1/n\sum_{k=1}^nx_k)
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Olympus
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par Olympus » 07 Jan 2011, 12:57
@arnaud32 : je crois que le but de l'exercice était plutôt de découvrir la récurrence de Cauchy et non de prouver AM-GM en elle-même ^^
Sinon, y a une autre preuve très élémentaire et largement niveau 1ère ( pas d'exponentielles, juste de la dérivation+récurrence simple ) :
On veut montrer que
 \in \mathbb{R}_+^n \qquad : \qquad \bigsum_{k=1}^n x_k \geq n \sqrt[n]{\bigprod_{k=1}^n x_k})
.
^n - \bigprod_{k=1}^n x_k \geq 0)
Pour n=1 c'est très facile à vérifier .
On suppose que c'est vrai pour un certain

.
On pose
 = \left( \frac{\bigsum_{k=1}^{n+1} x_k}{n+1} \right)^{n+1} - \bigprod_{k=1}^{n+1} x_k)
On dérive :
 = \left(\frac{\bigsum_{k=1}^{n+1} x_k}{n+1} \right)^n - \bigprod_{k=1}^{n} x_k)
On cherche où est-ce la dérivée s'annule :
Ainsi,

atteint son minimum en
\sqrt[n]{\bigprod_{k=1}^{n} x_k} - \bigsum_{k=1}^n x_k)
.
Donc
 &\geq& f \left( \left(n+1\right)\sqrt[n]{\bigprod_{k=1}^{n} x_k} - \bigsum_{k=1}^n x_k \right) \\<br />&=& \left( \bigprod_{k=1}^n x_k \right)\left( \bigsum_{k=1}^n x_k - \sqrt[n]{\bigprod_{k=1}^n x_k} \right) \\<br />&\geq& 0<br />\end{array})
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