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Dans un espace de probabilités..

Posté par
H_aldnoer
03-11-07 à 15:59

Bonjour,

petit blocage sur cet exo :

Soit (X,T,u) un espace mesuré avec u(X)=1.

On suppose que ||f||_1:=\Bigint_X fdu=1 et \Bigint_Xln(f)du=0.

Montrer que f=||f||_1.

Je ne vois pas ou commencer !
Help !

Posté par
otto
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 16:01

Salut,
quand a lieu l'égalité dans l'inégalité de Jensen ?

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 16:05

pardon?
l'inégalité de qui?

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 16:06

otto, j'ai regarder sur wiki rapidement je n'ai pas vu cela en cours.
(je re)

Posté par
lyonnais
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 16:12

Salut H_aldoner

L'inégalité de Jensen c'est l'inégalité de convexité

PS : je ne peux pas t'aider pour ton exo, je ne sais pas ce qu'est un espace mesuré déjà (on vois pas ça en spé)

Bon courage

Posté par
otto
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 16:22

Ma question était un indice mais aussi une vrai question. Je pense que l'on peut conclure via le cas d'égalité dans l'inégalité de Jensen.

Vite vite comme ça, je n'ai pas trop d'autres idées pour ton problème, mais si vraiment t'as rien, tu peux toujours adapter la démo du théorème de Jensen à ton problème et examiner le cas d'égalité si effectivement ça permet de conclure.

a+

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 16:44

Bonjour tout le monde,

Pour montrer Jensen général, on le fait pour les étagées à partir de Jensen discret et on utilise un argument de densité, donc un passage à la limite je vois plus trop comment en déduire un cas d'égalité.

Posté par
otto
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 16:46

Toi c'est comme ça que tu fais, mais pas moi.
Non mais ...

On peut réellement avoir le cas d'égalité, une preuve est donnée dans le livre de Rudin Real and complex analysis, chapitre 3, mais je ne l'ai pas sous la main, malheureusement.

J'essaierais de revenir dans la journée sur ce sujet.

a+

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:00

Je ne connais pas cet inégalité.

Citation :
tu peux toujours adapter la démo du théorème de Jensen à ton problème et examiner le cas d'égalité si effectivement ça permet de conclure.


et quel est cet démo ?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:01

Ok j'attend de voir comment tu fais

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:03

Citation :
J'essaierais de revenir dans la journée sur ce sujet.


dans la soirée?

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:03

salut cauchy !

Posté par
lyonnais
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:08

H_aldnoer >

Otto est au Canada

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:09

Salut H_aldnoer

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:16

ah ouais c'est vrai!
(slt au passage)

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:33

Juste un truc, x\to ln(x) est concave non ?

Posté par
lyonnais
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:36

Oui

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:39

donc son opposé est convexe, je dit pas de betises ?

Posté par
lyonnais
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:40

Oui x --> -ln(x) est convexe

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 17:54

ok!

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 18:08

otto je vois que tu es connecté, voila la démo que j'ai trouvé sur le net :


je ne vois pas comment l'appliquer ici.
ici, on suppose bien le cas d'égalité dans l'inégalité de Jensen, mais que peut-on en tirer ?

Posté par
otto
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 18:13

Salut,
pas vraiment le temps, mais en général on regarde où est ce que l'on a les égalités dans chacune des inégalités que l'on utilise dans la preuve.

Mais ne prend pas ca pour argent comptant, ca fait 3heures que le sujet ne tourne qu'autour de Jensen et comme je l'ai dit, c'est une idée que j'ai donnée à la va vite, je ne veux pas que tu perdes ton temps là dessus si ca n'aboutit pas.

a+

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 18:18

Voila ce que donne la démo :

Comme \phi  est concave, il existe au moins une droite de \mathbb{R}^2 d'équation y =\alpha (x-m) + \phi (m) qui est située entièrement au dessus du graphe de \phi
i.e. \alpha (x-m) + \phi (m) \ge \phi(x) pour tout x\in I

c'est ici qu'il faudrait l'égalité : \alpha (x-m) + \phi (m) = \phi(x) !

(en fait il n'y a qu'une seule inégalité dans cette démo)

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 18:31

Donc la question c'est de savoir si :
\alpha%20(x-m)%20+%20\phi%20(m)%20=%20\phi(x) \Leftrightarrow x=m

?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 18:37

C'est quelle page la démo?

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 19:22

re cauchy!

désolé je suis sortit !

c'est page 56

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 19:23

tout en bas de la page 56

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 20:39

Voila ce que je fais :

par hyp : \Bigint_Xln(f)du=0 avec ||f||_1=1

donc \Bigint_Xln(f)du=\Bigint_Xln||f||_1du

est-ce que cela implique que ln(f)=ln||f||_1 ?

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 21:30

cauchy si tu repasse par la, help !

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 21:30

Minute minute je regarde ton truc

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 21:35

ok

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 21:48

Ok j'ai vu la démo, bien on se sert qu'on a une droite passant par le point 3$(m,\phi(m)) au-dessus du graphe de la fonction.

Ensuite on majore(largement), on a égalité si par exemple 3$\phi est une droite car alors la droite qu'on prend est le graphe de la fonction.

Maintenant ce qui nous intéresse c'est où l'on utilise cette majoration, on l'utilise pas pour tout x de I mais pour les f(x) avec x dans 3$\Omega.

La il y n'y aura pas égalité si on a 3$\phi(f(x))<\alpha (f(x)-m)+ \phi(m) sur un ensemble de mesure non nulle.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 21:55

c'est quoi 3$\Omega ?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 21:56

E(dans le poly,X ici) l'habitude de noter mes espaces mesurés comme ça.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 21:57

on a ça : X\subset I ?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:00

Non faut pas confondre X l'espace mesuré et I l'intervalle qui contient les valeurs de f.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:12

Ok!
Bon j'arrive à montrer que \Bigint_X ln(f)du\le ln||f||_1 par cette inégalité de Jensen.

Maintenant on a supposé \Bigint_X ln(f)du=0 avec ||f||_1=1, cad \Bigint_X ln(f)du= ln||f||_1 (égalité dans l'inégalité de Jensen) et je veux donc montrer que f=||f||_1.

On est ok sur ça ??

Je reprend donc la démo du pdf, si \alpha%20(x-m)%20+%20\phi%20(m)%20=%20\phi(x) on aura alors \Bigint \psi(f)dv = \psi(m)

Ici on a \psi = ln et m=||f||_1.

Donc \alpha%20(x-||f||_1)%20+%20ln(||f||_1)%20=%20ln(x)

sauf que l'on a pas x mais f, mais en quoi on aboutit à f=||f||_1 ?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:19

Au fait dans ton message de 20h39, ton implication est fausse c'est ce qu'on doit montrer mais dans un cadre général cela voudrait dire que toutes les fonctions sont constantes.

Si f et g ont même intégrale cela n'implique pas que f=g.

Attention dans le pdf on montre la démo mais ils ne parlent pas du cas d'égalité.

On voit que quand f est constante presque partout alors l'égalité a lieu, la réciproque est-elle vraie, si oui cela répond à l'exo.

Si f n'est pas constante presque partout et qu'on montre que 3$\phi(f(x))%3C\alpha%20(f(x)-m)+%20\phi(m) sur un ensemble de mesure non nulle alors on aura une inégalité stricte et cela aboutira à une contradiction.

Ceci dit on est parti la-dessus comme dit otto mais on passe peut être à côté d'une preuve qui n'utilise pas ceci.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:23

J'ai pas tout compris la, ça veut dire quoi constante presque partout ?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:26

Bien constante en-dehors d'un ensemble de mesure nulle qui n'influe pas sur la valeur de l'intégrale.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:31

donc f constante p.p :
si on prend E un ensemble tel que u(E)\neq 0, alors pour x dans E, f(x)=constante  ??

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:33

Non c'est pas cela, il existe E et c tel que m(E)=0 et on a f(x)=c pour x hors de E.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:35

Donc ça signifie que si x est dans E, alors f(x) n'est pas une constante ?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:36

Cela a pas trop de sens de dire que f n'est pas constante si x n'est pas dans E, il faut dire que si x est dans E alors f(x) n'est pas égal à la constante c.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:40

OK!
si on montre que f est constante presque partout, ça nous donnes quoi ?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:43

Bien ça nous donne que nécessairement f=||f|| car on a une mesure de probabilité donc l'intégrale d'une constante vaut cette constante.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:48

j'ai pas compris pourquoi nécessairement on a cette égalité.

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 22:59

Non j'ai pas dit qu'on avait montré que f était constante pp mais si on le montre nécessairement sa valeur sera ||f||.

Posté par
H_aldnoer
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 23:08

Oui, et ce que j'ai pas compris, pourquoi nécessairement f=||f|| ?

si on trouve E tel que u(E)=0

\Bigint_X fdu = \Bigint_E fdu + \Bigint_{X-E} fdu = \Bigint_{X-E} fdu
non?

Posté par
Cauchy
re : Dans un espace de probabilités.. 03-11-07 à 23:10

Oui et donc ||f||=m(X-E)*cste=cste d'ou le résultat.

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