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Récurrence

Posté par
zeflab123
15-01-24 à 15:53

Bonjour,
Pourriez-vous me dire si la solution que j'ai apportée au problème ci-dessous est correcte ? En vous remerciant.


Soient x_{1}, ... , x_{n} et y_{1}, ... , y_{n} des entiers naturels non nuls. On suppose que \sum_{i=1}^{n}\ x_{i} = \sum_{j=1}^{m}\ y_{j}  < mn. Prouver qu'il est possible de supprimer certains termes (mais pas tous) de part et d'autre de l'égalité  \sum_{i=1}^{n}\ x_{i} = \sum_{j=1}^{m}\ y_{j}  < mn tout en conservant l'inégalité

On suppose que l'on peut supprimer un certain nombre de termes.On remarque que n \leq \sum_{i=1}^{n}\ x_{i} < mn, donc m , n > 1 et l'on note S, une somme d'éléments x ou y strictement inférieure aux deux sommes précédentes. On pose k - 1 = m + n . On note P(n) := \forall n,m  \sum_{i=1}^{n} \ x_{i}  = \sum_{j=1}^{m} \ y_{j}  < nm;L'idée est que l'on va raisonner avec m + n et en déduire par récurrence l'inégalité que l'on veut montrer

Initialisation : Pour n + m = k =4, on a n = 2 ou m = 1, soit 1+ 1 = 2 ou  2 + 1 = 3 qui sont les seuls cas possibles.

Hérédité : On suppose P(n) vrai. Sans perdre en généralité on note x_{n} = max(x_{i}) et y_{m} = max(y_{j}), avec x_{n} \neq y_{n}, auquel cas l'inégalité suit immédiatement.

\sum_{i=1}^{n} \ x_{i} + x_{n} - y_{m} = \sum_{j=1}^{m} \ y_{j} - x_{n} + y_{m}  < mn - \frac{mn}{m} = n(m-1), comme  k - 1 = m+ n, on conclut que P(n) est héréditaire, puisque tous les termes que l'on peut prendre vérifient l'inégalité en vue de la condition que l'on a posée sur m et n, ainsi qu'en utilisant l'hypothèse de récurrence qui nous assurent que l'on peut considérer des différences plus grandes, d'où la maximalité de m et n.

Conclusion : D'après le principe de récurrence, l'inégalité est vraie, pour tout entier naturel m,n

Posté par
carpediem
re : Récurrence 15-01-24 à 17:34

salut


sans tout vérifier il y a cependant un problème dans la rédaction :

zeflab123 @ 15-01-2024 à 15:53

Prouver que ...

On suppose que ...
tu pars du résultat qu'il faut montrer !! dans la façon où tu le rédiges

en notant I = [[1, n]] alors on a \sum_{i \in I} x_i = \sum_{i \in I} y_i < mn  et on veut prouver deux choses :

il existe J \subset I $ et $ K \subset I avec éventuellement J = K tels que :

a/ \sum_{i \in J} x_i = \sum_{i \in K} y_i

b/ \sum_{i \in J} x_i = \sum_{i \in K} y_i < mn


PS : damned !! je viens de voir que la somme sur les y va de 1 = m !! donc dans l'énoncé ça doit donc aller de y_1  à  y_m !!

donc on oublie ce qui précède ...

mais tout de même : : si on veut supprimer certains termes mais pas tous alors l'initialisation doit commencer à m = n = 2 et je ne peux en supprimer qu'un seul de chaque côté ...

Posté par
zeflab123
re : Récurrence 15-01-24 à 19:06

D'accord, donc si on considère m = n = 2, et que dans l'hérédité on supprime uniquement un terme, est-ce que cela fonctionne ?

Posté par
carpediem
re : Récurrence 15-01-24 à 19:21

on peut mais on n'est pas certain qu'il suffise de supprimer un seul terme  (pour conserver l'égalité) et pour reprendre ce que j'ai écrit et qui donne une idée :

carpediem @ 15-01-2024 à 17:34

en notant I = [[1, n]] et J = [[1, m]] alors on a \sum_{i \in I} x_i = \sum_{j \in J} y_j < mn  et on veut prouver deux choses :

il existe \O \varsubsetneq I_1 \subset I $ et $ \O \varsubsetneq J_1 \subset J   tels que :

a/ \sum_{i \in I_1} x_i = \sum_{j \in J_1} y_j

b/ \sum_{i \in I_1} x_i = \sum_{j \in J_1} y_j < mn


de toute façon le cas m = n = 2 implique que tous les termes sont égaux

par contre avec par exemple m = 2 et n = 3 on a forcément : a + b = a + a + a et b = 2a et on peut supprimer un seul terme a de chaque côté

mais je ne pense pas qu'une récurrence soit possible ...

Posté par
carpediem
re : Récurrence 15-01-24 à 19:22

et b/ me semble évident ... puisqu'on somme sur moins de termes



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