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Niveau Licence Maths 1e ann
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" Montrer que pour tout .. " etc

Posté par
fourmizzz78
30-10-15 à 18:27

Bonjour à tous !

Alors je bute sur un exercice qui je suis sûr est tout simple mais bon ... :

Montrer que pour tout x de [ 0, +infini [ , x ≤ ln ( 1 + exp ( x ) ) ≤ x + ln 2

Je sais que LN est définie sur ] 0, + infini [ et exp est définie sur R mais je vois pas en quoi ça aide...
Merci beaucoup d'avance!!
Ce que je ne comprends pas c'est par quoi commencer en fait.. je comprends pas exactement ce qu'on doit prouver ..
Je sais que 1 + exp ( x ) doit être supérieur à 0 ..

Posté par
WilliamM007
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:37

Bonsoir.

Alors il est évident que exp(x)\leq 1+exp(x).
Donc par croissance de ln :
ln(exp(x))=x\leq ln(1+exp(x))

Allez, je te laisses faire l'autre inégalité :p

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:40

Pour  x \in \R+  

Compare :  \ln(e^x)  avec  \ln(1+e^x)     ... Conclusion ?

Compare :  \ln(1+e^x)  avec  \ln(2.e^x)     ... Conclusion ?

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:40

Salut William .

Posté par
WilliamM007
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:43

Salut LeDine

Posté par
WilliamM007
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:43

LeDino*

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:48

Merci à tous les deux déjà de votre réponse !!

Ma réponse pour William : J'ai pas compris ce que voulais dire " par croissance de ln " ? lol désolé :/
Je comprends ta première expression mais je ne comprends pas la deuxième.. Et quelle autre inégalité ? je suis assez perdue je dois dire désolé :/

Ma réponse pour LeDino : =>  Ln( e^x ) est forcément plus petit, inférieur que ln ( 1 + e^x )
=> Ln ( 1 + e^x ) semble inférieur à ln ( 2. e^x ) ??

Je comprends pas d'où viennent le choix de ces comparaisons ? Je comprend pour ln( 1 + e^x ) car c'est dans l'énonce mais les autres je comprends pas trop pourquoi.. ( oui je suis très nulle en maths, pas d'étonnements LOL )

merci beaucoup de l'aide en tout cas j'en ai vraiment besoin XD

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:49

fourmizzz78 @ 30-10-2015 à 18:48

Merci à tous les deux déjà de votre réponse !!

Ma réponse pour William : J'ai pas compris ce que voulais dire " par croissance de ln " ? lol désolé :/
Je comprends ta première expression mais je ne comprends pas la deuxième.. Et quelle autre inégalité ? je suis assez perdue je dois dire désolé :/

Ma réponse pour LeDino : =>  Ln( e^x ) est forcément plus petit, inférieur que ln ( 1 + e^x )
=> Ln ( 1 + e^x ) semble inférieur à ln ( 2. e^x ) ??

Je comprends pas d'où viennent le choix de ces comparaisons ? Je comprend pour ln( 1 + e^x ) car c'est dans l'énonce mais les autres je comprends pas trop pourquoi.. ( oui je suis très nulle en maths, pas d'étonnement LOL )

merci beaucoup de l'aide en tout cas j'en ai vraiment besoin XD

Posté par
carpediem
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:50

salut

pour x > 0 il est tout aussi évident que exp(0) < exp(x) ...

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 18:53

Oui je suis d'accord... euh je comprends pas pourquoi tu me dis ça lol ..

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:20

Rassure-nous : tu comprends que t'es en train de faire un exercice ?
Et que nous on te donne des indications que tu peux suivre pour y arriver ?

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:21

Bon, je dois paraître vraiment cruche, alors que quand même je suis pas nunuche à ce point là!
Oui j'ai bien compris mais c'est juste que je suis NULLE en maths donc là pour le coup je comprends pas trop votre raisonnement en fait ... c'est juste çà.. moi je suis motivée pour comprendre hein y a pas de soucis mais bon ..
Oui je sais que vous me donnez des indications non mais roh x)

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:22

Ah un peu d'orgueil !

Ouf !

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:24

Citation :
Ln( e^x ) est forcément plus petit, inférieur que ln ( 1 + e^x )
OK c'est bien ça.
Et que vaut Ln(e^x) ?
Ne peux-tu pas en déduire l'inégalité de gauche ?

Après pour celle de droite c'est quasiment pareil.

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:25

Oui bon passons LOL
Du coup ma réponse à ta réponse t'en pense quoi ? xD ( je retourne à nos moutons quand même ) x)

Posté par
carpediem
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:27

1 + e^x = e^0 + e^x \le e^x + e^x = 2e^x par croissance de la fonction exp ...

il suffit alors de prendre le logarithme de chaque côté (connaissant ses variations)

....

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:29

J'ai lu tout ce que tu as écrit.
Si j'étais d'accord avec je l'aurais dit.
Et donc si je te repose une question, c'est parce que je pense judicieux que tu y répondes.
Et si toi tu réponds à mes questions par des questions, dans trois jours on y est encore.


Donc je répète (une dernière fois) :

Sachant que  ln(e^x) < ln(1+e^x)
Et sachant ce que vaut Ln(e^x)
... Ne peux-tu pas en déduire l'inégalité de gauche ?

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:30

Comment ça que vaut Ln ( e^x ))? Moi pas comprendre T_T Parce que la on peut donner une valeur précise vu que x peut être compris entre 0 et + infini .. d'où mon incompréhension .. lol
L'inégalité de gauche ? La encore, mon petit cerveau n'arrive pas à comprendre, bien que je conçois que ce que tu me demandes en soi n'a pas l'air très compliqué LOL quand tu dis inégalité de gauche c'est elle : " x inférieur ou égal à ln ( 1 + e(x) ) " ?
Et l'inégalité de droite pour toi c'est ln(1+ e( x) ) inférieur ou égal à x + ln2 ?

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:30

Oublie l'intrusion de carpediem pour l'instant : elle concerne l'inégalité de droite : tu la traiteras plus tard...

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:30

Il y a un malentendu, j'avais posté la réponse où je te dis " bon passons " avant que tu me dises ta réponse .. ( malentendu )

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:31

Citation :
Comment ça que vaut Ln ( e^x ))? Moi pas comprendre T_T Parce que la on peut donner une valeur précise vu que x peut être compris entre 0 et + infini .. d'où mon incompréhension .. lol
Si tu penses VRAIMENT ça alors t'es plus nunuche que tu ne crois.

Moi je pense plutôt que sur ce coup tu as oublié de réfléchir.

Que vaut ln(exp(x)) ?
Question d'une trivialité presque obscène tellement elle crève les yeux...

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:32

Quel lien y a t-il entre fonction logarithme et fonction exponentielle ?

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:36

Punaise, non mais je rêve tu veux m'aider ou me rabaisser là ? Je conçois que tu prends du temps pour essayer de m'aider ça je te remercie beaucoup, mais ça ne veut pas dire que je vais te laisser me traiter d'incapable ( en gros ) non plus -_-.

C'est des fonctions réciproques?  ( graphiquement ):s ou je sais pas ...

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:39

Je ne te rabaisse pas : je te botte le cul .
C'est plutôt pour élever en général...
Bon fais moi confiance ou dis moi de me casser et je sors.
mais si tu bosses avec moi, tu fais comme je dis. OK ?


Donc OUI elles sont réciproques.
Donc ne peux tu pas simplifier l'écriture de ln(exp(x)) ?


Et pour rappel, ta cible :

Ta double inégalité à démontrer :   x  ≤  ln(1 + exp(x))  ≤  x + ln 2

Inégalité de gauche :   x  ≤  ln(1 + exp(x))
Inégalité de droite :   ln (1 + exp(x))  ≤  x + ln 2

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:39

Ah je viens de trouver sur le net :  ln (exp ( x )) = x
...

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:40

Citation :
Ah je viens de trouver sur le net :  ln (exp ( x )) = x
Tu vas dire que je te rabaisse...
Mais tu vois l'énormité de ce que tu viens d'écrire ?

Tu as besoin du net pour trouver ça ?
Bon OK, passons.

Est-ce que tu peux conclure à présent ?

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:47

Non je ne peux pas conclure parce que je ne comprends toujours pas ...
Est ce que cela veut dire que je peux remplacer les x par ln(e^x)?
Par exemple : ln(e^x ) inférieur/égal ln ( 1+e^x) inférieur égal ln(e^x ) + ln2 ?
J'avoue que si c'est pas ça, je suis toujours perdue désolé...

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:50

C'est parce que tu fais un blocage.

OK je te montre le "truc" pour l'inégalité à gauche.
Et toi tu promets de faire la démarche de résoudre l'inégalité de droite SEULE comme une brave fourmi pas fainéante.


exp(x) < 1 + exp(x)

==>  ln(exp(x)) < ln(1+exp(x))

==>  x < ln(1+exp(x))


Maintenant vérifie ce que tu devais démontrer.
Et là tu fais : OUPS ! Mais c'était trop évident...

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:52

Allo ?
T'es tombée dans les pommes ?

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 19:56

Désolé c'est le temps que je réfléchisse oui oui que je réfléchisse malgré la facilité pour toi de faire cette exercice !

Du coup est ce que ça fait :

ln( 1 + e(x) ) < ln ( e^x ) + ln ( 2 )
ln ( 1 + e(x) ) < x + ln ( 2 ) ?
J'ai l'impression c'est pas ça du tout hum fin j'ai juste appliquer ta démonstration mais fin je sais pas ..

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:00

Citation :
ln( 1 + e(x) ) < ln ( e^x ) + ln ( 2 )
ln ( 1 + e(x) ) < x + ln ( 2 ) ?
J'ai l'impression c'est pas ça du tout hum fin j'ai juste appliquer ta démonstration mais fin je sais pas ..

Tu ne veux pas qu'on règle l'inégalité à gauche avent de te jeter sur celle de droite ?

As-tu compris la solution que je t'ai donnée pour la partie gauche ?

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:01

Dans ta démonstration de la partie droite, c'est presque ça... sauf qu'il manque l'essentiel : le point de départ

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:02

Qu'est-ce qui te permet d'écrire ceci :

Citation :
ln( 1 + e(x) )  <  ln ( e^x ) + ln ( 2 )

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:03

Je suis hyper en retard pour rentrer chez moi là...
Je vais devoir te laisser. On m'attend...

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:04

Je repasserai plus tard.
Ou sinon, les camarades William ou carpediem vont prendre le relai...

A plus tard et bon courage...
... tu brules !

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:06

Ah mais je croyais que c'était déjà résolu moi celle de gauche ( je sais, tu dois te dire que c'est une blague, que je le fais exprès mais non ... ).
Oui j'ai compris ce que tu as fais pour l'inégalité de gauche, tu as remplacé x par ln( e^x)..
Je ne comprends pas ce qu'il faut faire encore vu que de toute manière ln( e^x ) est forcément inférieur à ln( 1 + e(x ) ) d'où x êtant pôsitif forcément inférieur à ln ( 1 + e^x ) ..
J'avoue que je bloque.. je comprendrai si tu voudrais laisser tomber hein x.x

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:09

Ah désolé  merci encore pour l'aide en tout cas !!! :/

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:10

Pour la gauche tu as compris ce qui bloquait :  ln(exp(x) = x  OK.
Mais ça ne suffit pas : il faut prendre un point de départ qui va bien pour arriver au résultat ciblé :

A gauche, le bon "point de départ" c'est  :   exp(x) < 1 + exp(x)

Parce qu'après en prenant le LOG de chaque terme on peut dérouler :  

==>  ln(exp(x)) < ln(1+exp(x))
==>  x < ln(1+exp(x))



---
Le "truc" c'est de voir de quoi il faut partir pour arriver à ta cible.
Donc si tu piges ça, essaies de trouver le bon point de départ pour prouver l'inégalité de droite.
Ca a déjà été dit dans ce qui précède...
Mais tu peux le trouver toi même.

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:11

Bon courage.
Là j'y vais pour de bon.

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:15

D'accord merci beaucoup en tout cas, je vais essayer sur mon brouillon de réfléchir à ça...

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:18

En fait ce que je ne comprends pas c'est pourquoi e^x < 1 + e^x serait le point de départ en fait ..
Fin la en voyant l'inéquation de droite je me serais pas dit ça fin je sais pas si tu vois ce que je veux dire ..
je suis un cas désespéré lol

Posté par
carpediem
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 20:31

ben parce que c'est une vérité vraie ...

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 22:20

Citation :
En fait ce que je ne comprends pas c'est pourquoi e^x < 1 + e^x serait le point de départ en fait ..
Fin la en voyant l'inéquation de droite je me serais pas dit ça fin je sais pas si tu vois ce que je veux dire ..
je suis un cas désespéré lol
Tu es un cas désespérant, mais non désespéré .
Je crois que ton problème c'est que tu veux absolument comprendre la globalité d'un seul coup.

Commence dans un premier temps par comprendre la DEMONSTRATION.
Pour cela, accepte l'aide qu'on te donne en te livrant sur un plateau les bons points de départ (celui de gauche et celui de droite).

Ensuite, une fois que tu auras compris l'enchainement et qu'il n'y aura plus de doute dans ton esprit sur l'équivalence entre point de départ et point d'arrivée... tu pourras prendre du recul et te demander comment William, carpediem et moi nous avons fait pour "deviner" ces points de départ.

Quand tu en seras là, tu verras probablement que nous sommes simplement partis du résultat final (qui n'est pas évident), et que nous avons remonté le film en arrière image par image... jusqu'à trouver un point où l'inégalité est évidente. Et là c'est gagné : on a trouvé le point de départ.

Bon.

Est-ce que tu veux bien refaire la démonstration pour la partie gauche ?
Donne-la en expliquant ce que tu as compris.

Ensuite on pourra essayer de remonter le film à l'envers...
OK ?

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 22:22

Citation :
En fait ce que je ne comprends pas c'est pourquoi e^x < 1 + e^x serait le point de départ en fait...
En fait ce n'est pas "évident" de suite.
Pour trouver ce point de départ, il faut un peu d'astuce.
Dès que tu auras redonné la démonstration en l'expliquant bien, je te dirai comment "trouver" cette astuce.

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 22:40

Bon voilà ce que j'ai compris en essayant de relire les messages lol ! merci encore !!! Et oui j'avoue que j'aime bien comprendre tout de suite en général xD

x < ln ( 1 + exp ( x) ) < x + ln 2

x peut s'écrire ln(e^x)
Pour vérifier si l'inégalité est correcte on prends petit à petit :
( on remplace x par ln ( e^x )) : ln ( e^x ) < ln ( 1 + e^x )
Ensuite pour voir si l'inégalité est bonne on vérifie bien que ln ( e^x ) est inférieur à ln ( 1 + e^x )
On a Ln des deux côtés donc il faut s'intéresser à ce qu'il y a dans la parenthèse pour savoir ce qui est le plus petit
e^x est forcément plus petit que e^x auquel on ajoute 1
donc cette première partie de l'inégalité est bonne

Voilà voilà... en tout cas c'est ce que j'ai compris

Posté par
alb12
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 22:52

salut,
une autre voie possible peut-etre plus rapide ( )

soit f(x)=ln(1+e^x)-x
1/ calculer f'(x). Quel est son signe ?
2/ dresser le tableau des variations de f sur [0;inf[
3/ calculer f(0)
4/ trouver la limite de f en +inf
5/ conclure

Posté par
LeDino
re : " Montrer que pour tout .. " etc 30-10-15 à 23:29

Citation :
x < ln ( 1 + exp ( x) ) < x + ln 2

x peut s'écrire ln(e^x)
Pour vérifier si l'inégalité est correcte on prends petit à petit :
( on remplace x par ln ( e^x )) : ln ( e^x ) < ln ( 1 + e^x )
Ensuite pour voir si l'inégalité est bonne on vérifie bien que ln ( e^x ) est inférieur à ln ( 1 + e^x )
On a Ln des deux côtés donc il faut s'intéresser à ce qu'il y a dans la parenthèse pour savoir ce qui est le plus petit
e^x est forcément plus petit que e^x auquel on ajoute 1
donc cette première partie de l'inégalité est bonne

Voilà voilà... en tout cas c'est ce que j'ai compris

C'est un peu laborieux dans l'explication...
... mais ça se comprend dans la mesure où tu ne fais pas une démonstration mais une tentative de "démontage du mécanisme intellectuel".
Il semblerait que tu aies à peu près compris. Pour savoir si tu as VRAIMENT compris, il n'y a que toi qui peux le dire.

Je vais reformuler la démarche intellectuelle, qui se fait "au brouillon".
Ensuite j'écrirai la démonstration.

Au brouillon (ou dans ma tête si je suis "à l'aise") :

Je veux prouver :    x < ln ( 1 + exp(x) )
Je m'aperçois qu'en prenant l'exponentiel de chaque coté j'obtiendrai  exp(x)  à gauche et  1+exp(x)  à droite.
Le terme de gauche est clairement plus petit, donc c'est gagné j'ai trouvé mon point de départ.
Donc maintenant je peux faire ma démonstration.

Démonstration (sur le papier...) :

Pour tout x réel :    exp(x) < 1 + exp(x)       :: point de départ trouvé au brouillon
La fonction logarithme est croissante, donc elle respecte l'ordre :
==>   ln(exp(x)) < ln(1+exp(x))                    
==>   x < ln(1+exp(x))

Est-ce que comme ça c'est plus clair ?
A la fois sur la démonstration.
Et aussi sur la façon de trouver le point de départ ?
Si c'est OK, essaie de faire la même chose pour l'inégalité à droite (après avoir confirmé)

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 01-11-15 à 19:58

Oui ok j'ai bien compris, merci!
Le point de départ je comprends et la démonstration également.. thanks!!!!

Du coup, pour la deuxième inégalité voilà ce que je trouve :

ln ( 1 + e^x ) < x + ln2
ln ( 1 + e^x < ln e^x + ln2
ln ( 1 + e^x ) < ln ( e^x x 2 )
ln ( 1 + e^x ) < ln ( 2e^x )

1 + e^x  < 2e^x
1 < e^x

Je suis un peu perdue, j'arrive pas à faire sortir un x comme on a fait dans la première :/

Posté par
fourmizzz78
re : " Montrer que pour tout .. " etc 01-11-15 à 20:00

alb12 @ 30-10-2015 à 22:52

salut,
une autre voie possible peut-etre plus rapide ( )

soit f(x)=ln(1+e^x)-x
1/ calculer f'(x). Quel est son signe ?
2/ dresser le tableau des variations de f sur [0;inf[
3/ calculer f(0)
4/ trouver la limite de f en +inf
5/ conclure


Salut! euh, ce que ne je ne comprends pas c'est en quoi ça inclue la deuxième inégalité à droite ??? :/

Posté par
alb12
re : " Montrer que pour tout .. " etc 01-11-15 à 20:28

c'est surtout interessant pour l'inegalite de droite justement. En effet:
f est decroissante sur [0;inf[ et f(0)=ln(2)
donc f(x)<=ln(2)
donc ln(1+e^x)-x<=ln(2)
donc ln(1+e^x)<=x+ln(2)

pout ton post precedent:
e^x>1 equivaut à x>0 c'est termine !

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