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Niveau Maths sup
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Convexité

Posté par mathsx (invité) 14-02-06 à 12:54

Bonjour j'ai un problème pour démontrer cette propriété et donc j'aimerais bien avoir quelques pistes


Soit f : I

     Montrer que si f convexe sur I
     alors (x,y,z) , xyz
                                                   (f(y)-f(x)) /(y-x) (f(z)-f(x)) /(z-x)

Merci d'avance.

Posté par
LeHibou
re : Convexité 14-02-06 à 13:20

Une piste, comme ça pour voir : si f est convexe, alors le point (y,f(y)) est sous la droite joignant les points (x,f(x)) et (z,f(z))
Or cette droite est d'équation (en X et Y) :
(Y-f(x))/(X-x) = (f(y)-f(x))/(y-x)
En z, le point de la droite a donc pour ordonnée :
Z = f(x) +(f(y)-f(x))(z-x)/(y-x)
Et la convexté implique donc que f(z) <= Z (j'utilise <= pour inférieure ou égale) donc :
f(z) <= f(x) +(f(y)-f(x))(z-x)/(y-x)
f(z) - f(x) <= +(f(y)-f(x))(z-x)/(y-x)
Enfin z-x >= 0, donc on peut diviser par (z - x) des deux côtés, et on a terminé, non ? Sauf qu'il y a un signe opposé à ton énoncé, donc soit ton énoncé est faux, soit tu voulais écrire concave, soit j'ai fait une faute de signe quelque part, mais le principe doit rester bon...

Posté par mathsx (invité)re : Convexité 14-02-06 à 13:40

Bonjour LeHibou

Je ne comprends pas comment on obtient l'équation de la droite à la 3è ligne....POurquoi y a t il des y et f(y) dans la mesure où (y,f(y)) n'appartient à la droite ?

Posté par
LeHibou
re : Convexité 14-02-06 à 14:15

L'équation (en X et Y) d'une droite passant par les points (a1,b1) et (a2,b2) est  :
(Y-b1)/(X-a1) = (b2-b1)/(a2-a1)

Attention, les X et Y, abscisse et ordonnée du point courant de la droite sont ici en majuscules pour les différencier des x et y, abscisses des points extrêmes.

Donc
Y = b1 + (X-a1).(b2-b1)/(a2-a1)

D'autre part, l'ordonnée du point de la courbe d'abscisse z est f(z), alors que l'ordonnée du point de la droite d'abscisse z, déduite de l'équation de ladroite, est b1 + (z-a1).(b2-b1)/(a2-a1)

Il te reste à remplacer respectivement a1, b1, a2, b2 par x, f(x), y, f(y) pour tout comprendre.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Convexité 14-02-06 à 19:25

Bonjour mathsx et LeHibou;
Je dirai plutot que \fbox{x<y<z} et j'écrirai y comme barycentre à coefficients strictement positifs de x et z ce qui donne \fbox{avec\{{y=(1-t)x+tz\\t=\frac{y-x}{z-x}\in]0,1[} et puis en utilisant la convexité de f sur I que \fbox{f(y)\le(1-t)f(x)+tf(z)} et donc que \fbox{f(y)-f(x)\le t(f(z)-f(x))} et remplaçant t par sa valeur on aboutit à \blue\fbox{\frac{f(y)-f(x)}{y-x}\le \frac{f(z)-f(x)}{z-x}} CQFD
Sauf erreurs bien entendu

Posté par philoux (invité)re : Convexité 14-02-06 à 19:26

joliiiii !

Philoux

Posté par
LeHibou
re : Convexité 14-02-06 à 23:47

Très joli, mais j'aimais bien aussi la démo géométrique, ça cause bien surtout si on fait un dessin. D'ailleurs maintenant je vois où je me suis planté, j'avais mal lu l'énoncé, c'était x<y<z et j'avais traité x<z<y. Trop vite, toujours trop vite, mon prof de Taupe me le disait déjà il y a N années



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