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Niveau Maths sup
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Inégalité avec logarithme

Posté par
infame92
19-07-24 à 11:01

Bonjour,
Je dois démontrer que : \forall x \in \mathbb{R}_+^* - \{1\}, \frac{xln(x)}{x^2 - 1} < \frac{1}{2}

J'ai posé g(x) = \frac{xln(x)}{x^2 - 1} - \frac{1}{2}, mais l'étude de cette fonction me paraît compliquée (j'ai du mal avec l'étude du signe de la dérivée). Y'a-t-il une autre piste possible sur cet exercice ou bien l'étude de cette fonction est inévitable ?

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
BlackGhost
re : Inégalité avec logarithme 19-07-24 à 11:15

Bonjour,
Tu peux étudier le signe de 2xln(x)-x^2+1, en dérivant une ou deux fois.
BG

Posté par
thetapinch27
re : Inégalité avec logarithme 19-07-24 à 15:12

Bonjour,

Une autre approche just for fun.

Soit f(x)=xln(x)/(x²-1)
Remarquer que f(1/x)=f(x) donc si on résout l'inégalité sur ]0,1[ alors on l'aura résolue ]1,+[

ln(x)=ln(1+(x-1))x-1 (inégalité de concavité de ln). Donc f(x)x/(x+1)=1/(1+1/x)1/2 lorsque x1 (ce qui prouve l'inégalité)

Bien entendu, l'approche de BlackGhost est préférable car elle est beaucoup plus générale et systématique.

Posté par
sanantonio312
re : Inégalité avec logarithme 20-07-24 à 19:04

J'aime bien ce fun...

Posté par
thetapinch27
re : Inégalité avec logarithme 21-07-24 à 18:12

Bonjour,

sanantonio312:
Une 3ème approche :
On peut également poser x=exp(y) et voir que l'inégalité demandée revient à prouver y<sinh(y) pour y>0, ce qui est vrai par convexité de sinh sur R+*



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