Démontration d'inégalité
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Démontration d'inégalité



  1. #1
    Gohan.

    Démontration d'inégalité


    ------

    Bonsoir pourriez vous me donner quelques indications qui me permettront de résoudre cet exercice ( je ne sais pas vraiment comment commencer ) :
    Prouver que parmi 5 nombres réels positifs ou nuls donnés, on peut trouver 2 réels a et b tels que:
    0 ≤ a/(1+a²) - b/(1-b²) ≤ 1/8.
    Comme premier hypothèse on sait que si a et b sont nuls l'inégalité est toujours vrai.
    Merci d'avance

    -----

  2. #2
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Démontration d'inégalité

    Bonjour.

    Ton énoncé :
    Prouver que parmi 5 nombres réels positifs ou nuls donnés, on peut trouver 2 réels a et b tels que:
    0 ≤ a/(1+a²) - b/(1-b²) ≤ 1/8.
    est manifestement faux (prendre les 5 nombres entre 0,9999999 et 1,00000001).
    Est-ce une erreur de frappe ? Serait-ce "0 ≤ a/(1+a²) - b/(1+b²) ≤ 1/8" ?

    Dans ce cas, une étude de la fonction x-->x/(1+x²) devrait donner quelques idées.

    Cordialement.

  3. #3
    Seirios

    Re : Démontration d'inégalité

    Bonjour,

    Une idée en passant, je n'ai pas vérifié si elle permettait de conclure : écrire et , puis utiliser les formules de l'arc moitié.
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  4. #4
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Démontration d'inégalité

    En fait, l'étude suffit, plus le "principe des tiroirs".

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Gohan.

    Re : Démontration d'inégalité

    Bonjour tu as raison gg0 l'erreur se trouvait dans ma source mais je vais essayer d'utiliser la méthode que vous m'avez proposé. Quant à la méthode de Seirios je ne le comprends pas vraiment, j'aurai bien aimé avoir quelques explications là-dessus.

  7. #6
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Démontration d'inégalité

    En fait, il suffit d'ordonner les 5 nombres par images croissantes par la fonction. Pas vraiment besoin des tiroirs.

  8. #7
    Gohan.

    Re : Démontration d'inégalité

    Désolé mais je ne sais pas vraiment ce que vous voulez que je fasse.
    Dernière modification par Gohan. ; 02/12/2015 à 14h37.

  9. #8
    Gohan.

    Re : Démontration d'inégalité

    Je pense avoir trouver la solution:
    Considérons la fonction f(x)= x/(1+ x²) définie sur R+ donc f(x)≥0 on a aussi x/(1+x²)≤ [(1+x²)/2]/(1+x²) = 1/2 donc 0≤f(x)≤1/2. Maintenant considérons les réels a,b,c,d et e on sait que f est croissant car f'(x) = [(x-1)²/(x²+1)]²≥0 donc
    0 ≤f(a)<f(b)<f(c)<f(d)<f(e) ≤ 1/2 donc pour une valeur choisie dans l'inégalité c'est à dire ( f(a); f(b);... ou f(e) ) cette valeur supérieure ( inférieur) de celui qu'il suit ( précède) d'au plus de (1/2)/5 soit de 0.1 donc on en conclus que parmi ces 5 réels on peut 2 réels/ 0 ≤ f(a) - f(b) ≤ 1/8 soit 0 ≤ a/(1+a²) - b/(1+b²) ≤ 1/8.
    Je sais que même si ce que j'ai fais est bon ça manque un peu de rigueur. Est-ce que quelqu'un pourrez me donner une résolution plus rigoureux? Merci

  10. #9
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Démontration d'inégalité

    "on sait que f est croissant car f'(x) = [(x-1)²/(x²+1)]²≥0" Faux !

    D'ailleurs, f(0)=0 et la limite en +oo est 0. Manifestement, tu n'as pas étudié la fonction !

    Mais en fait, on s'en moque ! Il suffit d'ordonner les f(x), de noter a, b, c, d et e les 5 nombres de façon que f(a)≤f(b)≤f(c)≤f(d)≤f(e). Au passage : ces valeurs peuvent très bien être égales, ce qui ne pose aucun problème.

    Pour faire un raisonnement rigoureux, pense que chacune des 4 différences f(b)-f(a), f(c)-f(b), f(d)-f(c) et f(e)-f(d) est supérieure ou égale à la plus petite d'entre elles, et que leur somme est inférieure à 1/2.

    Cordialement.

  11. #10
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Démontration d'inégalité

    Le raisonnement avec le principe des tiroirs :
    Les 5 nombres ont leurs images entre 0 et 1/2; donc chacune est dans un des intervalles [0;1/8], [1/8,1/4], [1/4,3/8], [3/8,1/2] de longueurs 1/8. Deux d'entre elles sont donc dans le même intervalle, distantes de moins de 1/8.

  12. #11
    Gohan.

    Re : Démontration d'inégalité

    merci j'ai compris

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