Preuve de l'inégalité de Muirhead

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Olympus
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Preuve de l'inégalité de Muirhead

par Olympus » 04 Avr 2010, 12:38

Bonjour !

Un petit rappel de l'inégalité de Muirhead tout d'abord : https://nrich.maths.org/discus/messages/117730/Muirhead-117920.pdf ( c'est un .pdf ) .

( le symbole sera utilisé ici pour désigner la somme sur toutes les permutations des variables )

Je me suis toujours interrogé sur une preuve totalement élémentaire, utilisant soit une des règles desquelles découlent la plupart des inégalités ( le fait qu'un carré soit positif ), ou alors une approche analytique élémentaire ...

J'avais vu une preuve basée sur AM-GM pondérée, mais impossible de donner une preuve élémentaire à cette dernière sans passer par l'inégalité de Jensen ...

En effet, j'avais remarqué que tous les cas particuliers de Muirhead peuvent être démontrés en réécrivant tout sous forme de somme de carrés ( c'est ce que je fais au moins comme la plupart des correcteurs ne connaissent pas Muirhead ) .

Le procédé est simple, si je veux par exemple prouver que , avec ( trivial avec Muirhead), alors il suffit de "diviser" cela avec plusieurs applications de Muirhead successives avant de procéder à la réécriture sous forme de sommes de carrés, il suffit en effet aussi de prouver que :

* .
* .
* .
* .

Chacune des inégalités ci-dessus peut-être prouvée avec Muirhead, mais on s'en fou pour l'instant car notre but est de ne pas appliquer Muirhead .

Mais, le LHS-RHS de chaque inégalité peut aussi être réécrit sous forme de somme de carrés, car par exemple : , ce qui est clairement positif, donc on a prouvé .

En faisant de même pour les autres ( il suffit juste de trouver les facteurs adéquats pour le polynôme ), on aura prouvé les 5 inégalités ci-dessus, et donc on conclut que : .

( PS : c'est justement AM-GM à 5 variables ) .

Cette "technique" que j'ai découverte en expérimentant un peu peut aussi être appliquée à n'importe quel cas particulier de Muirhead, car jusque maintenant, j'ai réécrit une trentaine d'inégalités découlant de Muirhead sous forme de sommes de carrés .

On peut donc dire que tous les cas de Muirhead peuvent être démontrés via réécriture sous forme de somme de carrés .

Donc voici ma question : peut-on partir de cette technique de démonstration des cas particuliers pour avoir une preuve générale de l'inégalité de Muirhead ?

Merci !



Zweig
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par Zweig » 04 Avr 2010, 19:10

L'IAG pondérée se démontre très bien de manière élémentaire (en utilisant le fait que Q est dense dans R).

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Olympus
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par Olympus » 04 Avr 2010, 21:59

Zweig a écrit:L'IAG pondérée se démontre très bien de manière élémentaire (en utilisant le fait que Q est dense dans R).


Tu n'aurais pas un lien vers une telle preuve ( même si je ne connais pas la notion de densité d'un ensemble ) ?

Merci !

busard_des_roseaux
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par busard_des_roseaux » 10 Avr 2010, 20:38

Bonjour Olympus,

j'imagine que tu connais "inequalities" de Polya

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Olympus
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par Olympus » 12 Avr 2010, 13:01

busard_des_roseaux a écrit:Bonjour Olympus,

j'imagine que tu connais "inequalities" de Polya


Salut !

Je suppose que tu parles de la preuve qu'il a donné dans la page 46 ? C'est trop technique pour moi, je n'ai même pas encore pigé son truc avec les transformations :doh:

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Olympus
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par Olympus » 12 Avr 2010, 16:51

Oui, je croyais que tu parlais de la preuve du théorème de Muirhead qu'il avait donné dans le même livre dans la page 46 ^^

Je n'ai pas accroché du tout à son livre ( enfin, j'ai le fichier .djvu de l'édition de 1934 )... trop technique, pas destiné à un lycéen comme moi ( j'y reviendrais peut-être dans quelques années mais je ne sais pas vraiment ) . Je préfère plutôt lire un .pdf traitant d'un seul théorème ou technique ( et y en a beaucoup sur le net, qui sont libres en plus ) plutôt qu'un gros livre ^^

 

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