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Niveau Maths sup
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Convexité

Posté par
omarlab05
26-12-22 à 17:14

Soit f:R*+ vers R convexe et g:R*+ vers R une fonction affine
On supp que pour tout x>0,f(x)<=g(x) et f(1)=g(1)
Mq f=g
j'ai seulement prouvé cela que lorsque f est dérivable,j ai mq f'(1)=g'(1)
et on a f(x)>=(x-1)*f'(1)+f(1)=g(x)
Donc f(x)=g(x)
Merci d'avance

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Convexité 26-12-22 à 18:04

Bonjour omarlab05


une fonction convexe n'est pas toujours dérivable.

Tu peux considérer la fonction différence h=f-g ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité 26-12-22 à 18:05

Bonjour,
Merci de mettre à jour ton profil. Tu n'es plus en terminale à priori.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité 26-12-22 à 18:06

Bonjour elhor_abdelali

Posté par
carpediem
re : Convexité 26-12-22 à 18:11

salut

on peut remarquer qu'une fonction affine est convexe ...


on peut poser g(x) = px + q

pour tous réels a et b tels que 0 < a b et tout t [0, 1]

f est convexe donc      f[ta + (1 - t)b)] tf(a) + (1 - t)f(b) tg(a) + (1 - t)g(b) = t(pa + q) + (1 - t)(pb + q) = p([ta + (1 - t)b] + q = g[ta + (1 - t)b]    (*)

alors en choisissant a et b tels que 0 < a 1 b et t tel que ta + (1 - t)b = 1 les deux extremes de (*) sont égaux (à f(1) = g(1))

donc les inégalités sont des égalités ...

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Convexité 26-12-22 à 18:13

Bonjour Sylvieg

Posté par
omarlab05
re : Convexité 27-12-22 à 12:26

elhor_abdelali @ 26-12-2022 à 18:04

Bonjour omarlab05


une fonction convexe n'est pas toujours dérivable.

Tu peux considérer la fonction différence h=f-g ...

Bonjour,merci pour votre réponse
Je pense que la fonction doit être dérivable en 1.?
J ai posé h=f-g
h étant convexe la fonction définie par:

 \\ T(x)=\begin{cases}
 \\  (h(x)-h(1))/(x-1)& \text{ if } 0\prec x\neq1  \\
 \\  0& \text{ if } x=1
 \\ \end{cases}
 \\
Est croissante
Alors on déduit que h(x)>=0
(T(1)=0 prolongement par continuité de fct (h(x)-h(1))/(x-1),T(1)=f'(1)-g'(1)=0)

Posté par
omarlab05
re : Convexité 27-12-22 à 12:30

carpediem @ 26-12-2022 à 18:11

salut

on peut remarquer qu'une fonction affine est convexe ...


on peut poser g(x) = px + q

pour tous réels a et b tels que 0 < a b et tout t [0, 1]

f est convexe donc      f[ta + (1 - t)b)] tf(a) + (1 - t)f(b) tg(a) + (1 - t)g(b) = t(pa + q) + (1 - t)(pb + q) = p([ta + (1 - t)b] + q = g[ta + (1 - t)b]    (*)

alors en choisissant a et b tels que 0 < a 1 b et t tel que ta + (1 - t)b = 1 les deux extremes de (*) sont égaux (à f(1) = g(1))

donc les inégalités sont des égalités ...

Salut,merci pour votre réponse
Je n'ai pas compris la dernière étape

Posté par
carpediem
re : Convexité 27-12-22 à 13:16

si tu as a b c d et que a = d alors nécessairement a = b = c = d

or f[ta + (1 - t)b] = tf(a) + (1 - t)f(b)  <=> f est affine

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité 27-12-22 à 13:29

Citation :
Je pense que la fonction doit être dérivable en 1.?
Non.
On peut démontrer que la fonction f-g est convexe.

Posté par
omarlab05
re : Convexité 27-12-22 à 13:57

Just une question

carpediem @ 27-12-2022 à 13:16


or f[ta + (1 - t)b] = tf(a) + (1 - t)f(b)  <=> f est affine

Mais pour cela il faut que a,b soient quelconque dans R*+
Et t quelconque dans [0,1]
Ne faut il pas prouver que si on prend a,b quelconque dans R*+
On peut toujours trouver t dans [0,1] tq ta+(1-t)b=1??et on peut trouver a,b dans R+* pourtout t dans [0.1] tq ta+(1-t)=1
Merciiiiiiiiiiiiii

Posté par
omarlab05
re : Convexité 27-12-22 à 14:03

Sylvieg @ 27-12-2022 à 13:29

Citation :
Je pense que la fonction doit être dérivable en 1.?
Non.
On peut démontrer que la fonction f-g est convexe.

j e n'ai pas utiliser la derivabilité pour prouver que h est convexe mais pour que T(1)=0
T etant croissante
pourtout x dans ]1,+inf[ T(x)>=0 alors f(x)>=g(x) donc f=g
......

Posté par
omarlab05
re : Convexité 27-12-22 à 14:04

merci à tout pour votre aide

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité 27-12-22 à 16:36

De rien
Et si tu nous disais ce que tu as comme définition(s) pour "fonction convexe" dans ton cours ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité 27-12-22 à 20:24

J'ai un gros doute sur tes démonstrations.

Posté par
omarlab05
re : Convexité 27-12-22 à 21:37

Sylvieg @ 27-12-2022 à 16:36

De rien
Et si tu nous disais ce que tu as comme définition(s) pour "fonction convexe" dans ton cours ?

f est convexe donc      f[ta + (1 - t)b)]  <= tf(a) + (1 - t)f(b)

Posté par
omarlab05
re : Convexité 27-12-22 à 21:45

J ai aussi utilisé :
f est convexe <=> pour tout t de 𝐈
\varphi (x)=(f(x)-f(t))/x-t est croissante sur 𝐈\{t}

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Convexité 27-12-22 à 22:26

Attention omarlab05 la convexité ne garantit pas la dérivabilité : prends par exemple la fonction x\mapsto|x-1|.

Pour détailler davantage La piste que je t'ai proposée :

\Large\boxed{1} Montre que h=f-g est convexe sur \mathbb R_+^*.

\Large\boxed{2} Vérifie que h(1)=0 et que \forall x>0~,~h(x)\leqslant0.

\Large\boxed{3} Montre par l'absurde que \forall x>0~,~h(x)=0.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Convexité 28-12-22 à 08:28

Citation :
f est convexe donc      f[ta + (1 - t)b)]  <= tf(a) + (1 - t)f(b)
C'est incomplet. Et pas de "donc" dans une définition.



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