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Niveau Préparation CRPE
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Logique -1

Posté par
bouchaib
16-08-24 à 01:12

bonsoir/Bonjour,

   question :  montrer que  (\forall a\in R^{+})(\forall b\in R^{+}) : ( \sqrt {a+1}-\sqrt {b+1} \prec \sqrt a -\sqrt b) \Rightarrow (a\succ b)

Réponse :   Je suppose P vraie  et je dois montrer que Q est vraie ainsi P implique serait vraie et C.Q.F.D.
  
   \sqrt {a+1}- \sqrt{b+1}\prec \sqrt a -\sqrt b \Rightarrow \sqrt {a+1}-\sqrt a \prec \sqrt {b+1}-\sqrt b  comme les deux membres de l'inégalité sont positifs (a+1 >a et  b+1>b), on peut lever aux carrées les deux morceaux de l'inégalité et ceci donne :

   2a +1 -2 \sqrt {a(a+1)}\prec 2b+1- 2\sqrt {b(b+1)}\Rightarrow \frac{-a}{a+\sqrt {a(a+1)}}\prec \frac{-b}{b+\sqrt {b(b+1)}}

  a et b étant positifs   donc -a et - b  sont négatifs, les 2 dénominateurs étant positifs d'après les données donc l'ordre de l'inégalité change en multipliant les 2 membres par -1  et nous avons l'inégalité suivante :
  
      \frac{a}{a+\sqrt {a(a+1)}}\succ \frac{b}{b+\sqrt {b(b+1)}} ceci ni possible que si  a>b .
  
J'ai  une difficulté à confirmer ce résultat clairement ( ici a plus grand que b mais  divisé par par un dénominateur plus grand que celui du membre gauche)
Merci de me corriger .
              



  
  

Posté par
Zormuche
re : Logique 16-08-24 à 01:43

Bonjour
sans y réfléchir davantage, on voit beaucoup apparaître des propriétés des accroissements finis

Posté par
bouchaib
re : Logique 16-08-24 à 01:53

Merci.
L'exercice est intégré dans la leçon de la logique destinée aux élèves de première option mathématiques.
Donc la dérivabilité n'est pas encore vue sauf T, le taux d'accroissement.

Merci encore .

Posté par
bouchaib
re : Logique 16-08-24 à 03:00

Bonjour,
J'ai rendu au même dénominateur , j'ai obtenu, après simplification :

  ab(a-b) au numérateur, le dénominateur  est positif , le produit ab est positif et donc Q est vraie si a>b . Donc  la dernière inégalité est vraie car a>b.
Merci et pardon.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Logique 16-08-24 à 10:01

Bonjour,
Je reprends ceci que tu as écrit dans ton premier message.

2a +1 -2 \sqrt {a(a+1)}\prec 2b+1- 2\sqrt {b(b+1)}\Rightarrow \frac{-a}{a+\sqrt {a(a+1)}}\prec \frac{-b}{b+\sqrt {b(b+1)}}
Pour continuer, on peut diviser par a le numérateur et le dénominateur de la première fraction :
\dfrac{-a}{a+\sqrt {a(a+1)}} = \dfrac{-1}{1+\sqrt{1+\frac{1}{a}}}
Idem avec b dans la seconde fraction.
On peut alors trouver l'implication demandée en multipliant par -1 et utilisant les inverses.

Ceci dit, je pense que pour trouver l'implication ci dessus, tu as utilisé des quantités conjuguées.
Pour quoi ne pas le faire plus tôt en partant de l'inégalité ci-dessous ?
 \sqrt {a+1}-\sqrt a < \sqrt {b+1}-\sqrt b

Posté par
bouchaib
re : Logique 16-08-24 à 14:20

Bonjour ,
Je vous en remercie beaucoup.

Posté par
carpediem
re : Logique -1 22-08-24 à 15:19

salut

\sqrt {a + 1} - \sqrt {b + 1} \le \sqrt a - \sqrt b \iff \sqrt {a + 1} - \sqrt a - \left( \sqrt {b + 1} - \sqrt b \right) \le 0 \iff g(a) - g(b) \le 0 \iff \dfrac 1 {\sqrt {a + 1} + \sqrt a} - \dfrac 1 {\sqrt {b + 1} + \sqrt b} \le 0 \iff \dfrac 1 {f(a)} - \dfrac 1 {f(b)} \le 0

on peut alors :

a/ s'arrêter à g et montrer que g est (strictement) décroissante (avec la dérivée par exemple)

b/ aller jusqu'à f et montrer que f est (strictement) croissante (par somme) donc que son inverse 1/f est (strictement) décroissante

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Logique -1 22-08-24 à 15:52

On peut encore simplifier à partir de \; \dfrac 1 {\sqrt {a + 1} + \sqrt a} - \dfrac 1 {\sqrt {b + 1} + \sqrt b} \le 0 \; :
De la forme \; \dfrac{1}{A} - \dfrac{1}{B} \leq 0 \; avec A et B positifs.
Donc équivalent à \; \dfrac{B}{AB} - \dfrac{A}{AB} \leq 0 .
Et aussi à \; B - A \leq 0 .

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Logique -1 29-08-24 à 18:45

Voir Logique -12 avec une solution beaucoup plus élégante !



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