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pb de trigo

Posté par
sylvie12
28-08-06 à 14:48

Bonjour,
J'ai un petit problème en trigo :
Voilà, je viens de démontrer que 1/2(sin a + sin b) < sin((a + b)/2)
et il faut se servir de ce résultat pour démontrer que 1/2(sin a + sin b + sin c + sin d) < sin ((a + b + c + d)/4)
mais je n'y arrive pas, je n'arrête pas de trouver 2 sin ((a + b + c + d)/4) quelque soit la méthode que j'emploie et je n'arrive pas à enlever le 2 devant.
Quelqu'un pourrait-il m'aider ?
Merci d'avance.
Sylvie

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 14:55

Bonjour sylvie12

C'est tout à fait normal que tu n'arrives pas à démontrer cette inégalité, pour la simple et bonne raison qu'elle est fausse. En effet, en prenant a=b=c=d, on s'en rend compte facilement.

Kaiser

Posté par
sylvie12
re 28-08-06 à 15:26

merci Kaiser
c'est pourtant l'énoncé proposé

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 15:29

Dans ce cas, y a-t-il des conditions supplémentaires imposées aux réels a, b, c et d ?

Une précision : est-ce bien l'inégalité \Large{\frac{1}{2}(\sin(a)+\sin(b)+\sin(c)+\sin(d))\leq \sin(\frac{a+b+c+d}{4})} qu'il faut montrer ?

Kaiser

Posté par
sylvie12
re 28-08-06 à 15:38

oui, c'est bien ça

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 15:42

Et pour ma première question ?

Citation :
Dans ce cas, y a-t-il des conditions supplémentaires imposées aux réels a, b, c et d ?

Posté par
sylvie12
re 28-08-06 à 15:53

a, b, c, d sont 4 éléments de [0 ; pi]

Posté par
lyonnais
re : pb de trigo 28-08-06 à 15:54

Bonjour

Et en utilisant les propriétés de convexité ?

Par ce que là on reconnait une inégalité de Jensen :

x -> sin(x) est concave sur [0,pi/2] donc :

quelque soit a,b,c,d éléments de [0,pi/2], on a :

\Large{\frac{1}{2}(\sin(a)+\sin(b)+\sin(c)+\sin(d))\geq \sin(\frac{a+b+c+d}{2})}

Je ne sais pas si ça peut aider ... à voir !

Romain

Posté par
lyonnais
re : pb de trigo 28-08-06 à 15:59

Oups faute de frappe (d'où l'interet de l'appercu)

je voulais tapper :

\Large{\frac{1}{2}(\sin(a)+\sin(b)+\sin(c)+\sin(d))\leq \sin(\frac{a+b+c+d}{2})}

Romain

Posté par
lyonnais
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:07

Sauf erreur, elle est même concave sur [0,pi]

Car de dérivée seconde x -> -sin(x) négative ou nulle sur [0,pi]

donc pour a,b,c,d dans [0,pi], on a bien :

\Large{\frac{1}{2}(\sin(a)+\sin(b)+\sin(c)+\sin(d))\leq \sin(\frac{a+b+c+d}{2})}

Reste à prouver que :

\Large{\sin(\frac{a+b+c+d}{2})}\leq\sin(\frac{a+b+c+d}{4})

Kaiser : arrête moi tout de suite si je dis plus que des grosses bétises !

Romain

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:11

Bonjour Romain

Dans l'inégalité de Jensen, je crois qu'il faut supposer que "la somme des coefficients" est égale à 1.
De plus, je crois que l'inégalité que tu proposes est fausse (en prenant \Large{a=b=c=d=\frac{\pi}{4}} on obtient \Large{\sqrt{2}\leq 1}).

Par contre, en utilisant ce que tu proposes, on aurait plutôt l'inégalité suivante :

\Large{\frac{1}{4}(\sin(a)+\sin(b)+\sin(c)+\sin(d))\leq \sin(\frac{a+b+c+d}{4})}

Kaiser

Posté par
sylvie12
re 28-08-06 à 16:14

je suis un peu perdue !

Posté par
lyonnais
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:17

Exactement Kaiser, tu as raison !!

Mais de toute façon, ce n'est pas la méthode demandée pour résoudre cet exo, je n'avais pas lu l'énoncé ...

Merci en tout cas de la correction ...

Romain

Posté par
lyonnais
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:23

Kaiser >

L'énoncé de sylvie12 est peut-être faux, puisque dans ce cas, on trouverait nous aussi :

\Large{\frac{1}{2}(\sin(a)+\sin(b)+\sin(c)+\sin(d))\leq 2\sin(\frac{a+b+c+d}{4})}

...

Romain

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:23

Romain> Je t'en prie.
sylvie> Ce n'est pas la peine de chercher plus longtemps : l'énoncé est faux.

Posté par
sylvie12
re 28-08-06 à 16:26

ok merci pour tout Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:26

Romain> L'inégalité que tu viens d'écrire est vraie (avec Jensen).

Posté par
sylvie12
re 28-08-06 à 16:26

et merci à Romain également

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:27

Pour ma part, je t'en prie !

Posté par
lyonnais
re : pb de trigo 28-08-06 à 16:29

Je t'en prie !

Même si j'ai faillit raconter des bétises

Je m'en souviendrais maintenant : Jensen => somme coeff = 1 !! ^^

Romain

Posté par
kaiser Moderateur
re : pb de trigo 28-08-06 à 19:18

Romain> Juste pour préciser un peu les choses et pour ne pas t'induire en erreur :

Le résultat que tu utilises est bien celui qui suit ?

Soit I un intervalle et f une fonction convexe sur I, alors pour tout entier naturel non nul n, pour tous réels \Large{x_{1},..x_{n}} et tous réels positifs \Large{t_{1},...t_{n}} tels que \Large{\bigsum_{k=1}^{n}t_{i}=1}, on a :

\Large{f\(\bigsum_{k=1}^{n}t_{i}x_{i}\)\leq \bigsum_{k=1}^{n}t_{i}f(x_{i})}.


En fait, on peut adapter cette inégalité dans le cas où la somme des coefficents n'est pas forcément égal à 1 (mais supposée tout de même strictement positif). Dans ce cas, notons T cette somme et posons \Large{t'_{i}=\frac{t_{i}}{T}}, alors on a \Large{\bigsum_{k=1}^{n}t'_{i}=1} et donc d'après ce qui précède, on a :

\Large{f\(\bigsum_{k=1}^{n}t'_{i}x_{i}\)\leq \bigsum_{k=1}^{n}t'_{i}f(x_{i})}

C'est-à-dire :

\Large{f\(\frac{1}{T}\bigsum_{k=1}^{n}t_{i}x_{i}\)\leq \frac{1}{T}\bigsum_{k=1}^{n}t_{i}f(x_{i})}.

Kaiser

Posté par
lyonnais
re : pb de trigo 09-09-06 à 14:07

Ok merci Kaiser

Très astucieux !

En effet, c'est bien le théorème que j'avais

Romain



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