Inégalité
Bonsoir, s'il vous plaît j'ai une inégalité qui me dérange et j'aimerais que vous m'aidiez, la voici.
On pose pour $x\in\mathbb{R}^n$ \[f(x)=\frac{1}{\ln(e+|x|)}.\] Et on veut montrer que si $|x-y|<\frac{1}{2}$ alors \[|f(x)-f(y)|\leq C\frac{1}{\ln(\frac{e}{2|x-y|})} C\in\mathbb{R}.\] Merci d'avance pour votre aide.
On pose pour $x\in\mathbb{R}^n$ \[f(x)=\frac{1}{\ln(e+|x|)}.\] Et on veut montrer que si $|x-y|<\frac{1}{2}$ alors \[|f(x)-f(y)|\leq C\frac{1}{\ln(\frac{e}{2|x-y|})} C\in\mathbb{R}.\] Merci d'avance pour votre aide.
Réponses
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supp
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Ici $|\cdot|$ représente la norme sur $\mathbb{R}^n$ et c'est pour tout $x,y\in\mathbb{R}^n$ tels que $|x-y|<\frac{1}{2}$.
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supp
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On aura \[g(1)-g(0)=\int_{0}^{1}g'(t)dt
\]Or $g'(t)=\nabla f(x+t(y-x))\times(y-x)$ et
$\nabla f(x)=-\dfrac{x}{|x|}\times\dfrac{1}{e+|x|)}\times\dfrac{1}{\ln^2(e+|x|)}$.
Ainsi \[|g(1)-g(0)|\leq\int_{0}^{1}\frac{1}{|x+t(y-x)|}\times\frac{1}{\ln^2(|x+t(y-x)|)}dt.
\] C'est où je bloque. -
Si c'est un exercice, est ce qu'on t'as donné une indication pour démontrer l'inégalité?Le 😄 Farceur
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Merci, Ça marche.
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Puis je voir comment ça marche ?
MerciLe 😄 Farceur -
Soient $x,y\in\mathbb{R}^n$ tels $|x-y|<\frac{1}{2}.$
Posons $f(x)=\frac{1}{\ln(e+|x|)}$ et $g(t)=f(x+t(y-x)).$
$g$ est continue et dérivable sur $[0,1]$ et on a $g'(t)=\nabla f(x+t(y-x))\cdot(y-x)$ où \[
\nabla f(x)=-\frac{x}{|x|}\frac{1}{e+|x|}\frac{1}{\ln^2(e+|x|)}.
\] Ainsi de cet expression on a $|\nabla f(x)|\leq\frac{1}{e}$
D'où \begin{align*}
|g(1)-g(0)|&=|\int_{0}^{1}g'(t)dt|\\
&\leq\int_{0}^{1}|g'(t)|dt\\
&\leq\frac{1}{e}|y-x|.
\end{align*} D'autre part comme la fonction $h\longmapsto h\ln h$ est continue sur $]0,1]$ et prolongeable par continuité en $0$ alors elle est bornée sur le compact $[0,1].$ D'où il existe $C>0$ tel que pour tout $h\in[0,1]$ on a $|h\ln h|\leq C.$ Ainsi comme $|y-x|<\frac{1}{2},\,h=\frac{2|y-x|}{e}\in [0,1];$ D'où on a \[
\frac{2|y-x|}{e}\leq\frac{C}{\ln(\frac{e}{2|y-x|})}.
\] D'où \[|f(x)-f(y)|\leq\frac{C}{2\ln(\frac{e}{2|y-x|})}.\] -
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Bonsoir,
En utilisant le théorème des accroissement finis au lieu de l'intégral on n'aura plus ce problème. Car $g$ est continue et dérivable sur $[0,1]$, donc il existe $\theta\in]0,1[$ tel que
$g(1)-g(0)=g'(\theta)$. -
supp
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Puisque $f$ est non nul, car $e+|x|>1$ pour tout $x\in\mathbb{R}^n.$ alors $g$ sera aussi non nul.
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supp
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Je veux dire comme g est non nul, et que $f$ continue sur $\mathbb{R}^n$ alors $g$ est continue sur $\mathbb{R}$ et comme il est aussi dérivable sur $\mathbb{R}$ car $ f$ différentiable sur $\mathbb{R}^n$.Donc le TAC marche.
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Bonsoir
Amusant et bien trouvé d'utiliser l'inégalité $|r ln(r)|\leq C$ pour $r<1$.
Était-ce utile de faire du calcul différentiel pour une fonction $\R^n$ dans $\R$ ?
Vu que $f$ est radiale, je pense que faire l'inégalité dans le cas où $f$ est définie de $\R^+$ dans $\R$
(et il n'y aura pas le souci de "traverser 0") suffit. On obtient une inégalité en $||x|-|y||$ et la 2nde inégalité triangulaire permet de conclure. -
De ma part merci O.G
Maintenant c'est clair et netLe 😄 Farceur
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