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Inégalité et intégrale

Posté par
barka54
13-05-21 à 17:56

Bonsoir,
Besoin d'aide pour cet exercice:

Montrer que pour tout x>1 ,
\frac{1}{2}w(x)\leq{\int^{x}_{1}\frac{ln(t)}{1+t^{2}}dt}\leq{w(x)}w(x)=1-\frac{1}{x}-\frac{ln(x)}{x} .


Je voudrais utiliser l'inégalité de la moyenne en encadrant la fonction t→lnt/(1+t²) dans l'intervalle [1;x] ...mais je n'aboutis à rien d'important.

Posté par
alb12
re : Inégalité et intégrale 13-05-21 à 18:11

salut,
autre piste, etudier le signe de differences

Posté par
barka54
re : Inégalité et intégrale 13-05-21 à 18:13

Okay d'accord

Posté par
larrech
re : Inégalité et intégrale 13-05-21 à 18:18

Bonjour,

Autre approche.

Pour l'inégalité de droite, tu peux  remarquer que sur l'intervalle considéré,

\dfrac{\ln t}{1+t^2}\leq\dfrac{\ln t}{t^2}

Pour celle de gauche, dans le même ordre d'idée, tu peux majorer 1+t^2 par 2

Posté par
barka54
re : Inégalité et intégrale 13-05-21 à 19:30

A gauche, 1+ t²≤2
soit 2lnt≤ lnt/(1+ t²)≤ lnt/t²
on peut' donc intégrer chaque membre de l'inégalité ?

Posté par
carpediem
re : Inégalité et intégrale 13-05-21 à 20:52

salut

une autre vision de ce qui précède :

w'(x) = \dfrac {\ln x}{x^2}
 \\ 
 \\ w(x) = \int_1^x w'(t)dt

Posté par
barka54
re : Inégalité et intégrale 13-05-21 à 22:29

on avait à droite lnt/(1+t²) ≤lnt/t².
Pour t appartenant à [1;x]
t²≥1 <=> 2t²≥1+t² <=> 1/2t² ≤1/(1+t²)
la fonction t→lnt étant positive et croissante dans [1;+∞[ on a :
lnt/2t²≤lnt/(1+t²);
on déduit à l'inégalité de départ que
lnt/2t²≤lnt/(1+t²)≤lnt/t²
En intégrant chaque membre sur [1;x] et en identifiant la dérivée de w , on trouve bien le résultat.

Posté par
larrech
re : Inégalité et intégrale 14-05-21 à 08:55

C'est bien.

Tu as rectifié, mon erreur d'hier soir quant à l'inégalité de gauche. Je ne sais pas pourquoi en cours de route j'ai dérapé. La vieillesse...

Posté par
barka54
re : Inégalité et intégrale 14-05-21 à 14:17

Ok
Merci beaucoup à vous...



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