estimation

Bonjour.
On pose $v(x)=\alpha + (\beta - \alpha)x$, où $x\in\, ]0,1[$. On cherche à montrer qu'il existe une constante $M > 0$ telle que $$\Big(\int_0^1 v^2(x)dx\Big)^{1/2} \leq M (|\alpha|+|\beta|).
$$ Voici ce que je fais : \begin{align*}
v^2(x) & = [\alpha + (\beta - \alpha)x]^2 \\
& \leq 2 \alpha^2 + 2 (\beta - \alpha)^2x^2 \\
\intertext{Alors }
\Big(\int_0^1 v^2(x)dx\Big)^{1/2} & \leq \sqrt{2\alpha^2+ 2(\beta-\alpha)^2 \int_0^1 x^2 dx}\\
& \leq \sqrt{2 \alpha^2 + 2 M_2 (\beta-\alpha)^2}
\end{align*} où $M_2 = \int_0^1 x^2 dx.$ Ainsi, $$\leq \sqrt{\max(2,2M_2) \big(\alpha^2 + (\beta - \alpha)^2\big)}$$
On pose $M_1 =\sqrt{ \max (2,2M_1)}$ et on a : $$
\Big(\int_0^1 v^2(x) dx\Big)^{1/2} \leq M_1 \sqrt{\alpha^2 + (\beta - \alpha)^2}
$$ et par la propriété que pour tout $a$ et $b$ non négatifs, on a $\sqrt{a+b} \leq \sqrt{a}+\sqrt{b},$ on a \begin{align*}
\Big(\int_0^1 v^2(x) dx\Big)^{1/2} &\leq M_1 \big(\sqrt{\alpha^2} + \sqrt{(\beta - \alpha)^2}\big)\\
& \leq M_1 (|\alpha| + |\beta - \alpha|)
\end{align*}
Ma question est : comment arriver à majorer par $M (|\alpha|+|\beta|)$ ?
Merci de l'aide.

Réponses

  • Tu peux appliquer l'inégalité triangulaire pour majorer $|\beta-\alpha|$.
  • Voici ce que je fais :

    $\displaystyle \newline v^2(x)$ $\displaystyle = [\alpha^2 + (\beta - \alpha)^2x^2]$
    $\displaystyle \newline$ $\displaystyle \leq 2 \alpha^2 + 2 (\beta - \alpha)x$

    Cette ligne est fausse. $(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$ et non pas $a^2+b^2$.
  • Il s'agit donc de trouver $M>0$ tel que pour tous $\alpha=x,\beta=y$ on a
    $$\frac{x^2}{3}-xy+y^2\leq M^2(x^2+y^2)+2M^2|xy|$$ ce qui sera réalisé si la forme quadratique
    $$M^2(x^2+y^2)-(\frac{x^2}{3}-xy+y^2)$$ est semi définie positive. J'ai trouvé $M^2\geq \frac{1}{6}(4+3\sqrt{5})...$
  • @kito: j'ai corrigé les deux lignes, (fautes de frappe)

    Sinon, je n'ai toujours pas compris comment arriver à majorer par $M(|\alpha|+\beta|)$.
  • @ jijiii Sinon, je n'ai toujours pas compris comment arriver à majorer par $M(|\alpha|+\beta|)$.


    Ah bon? Lis tu les messages?
  • Amtagpa propose l'inégalité de triangulaire, $$|\beta - \alpha|\leq |\beta| + |\alpha|$$
    à partir de ma dérnière inégalité de mon poste
    \begin{align*}
    (\int_0^1 v^2(x)dx) & \leq M_1 (|\alpha| + |\beta - \alpha|)\\
    & \leq M_1 (|\alpha| + |\beta|+|\alpha|) = M_1 (2 |\alpha| + |\beta|)\\
    & \leq M_1 (2 |\alpha| + 2 |\beta|)
    \end{align*}
    On note $M=2 M_1,$ ainsi:
    $$(\int_0^1 v^2(x)dx)^{1/2} \leq M(|\alpha|+|\beta|)$$

    Ca me semble correcte?

    @P: je n'ai pas compris ton poste.
  • @P: je n'ai pas compris ton poste.
    Normal, je m'étais un peu trompé, excuse. On reprend



    Il s'agit donc de trouver $M>0$ tel que pour tous $\alpha=x,\beta=y$ on a
    $$\int_0^1(x+t(y-x))^{2}dt=\frac{x^2}{3}-xy+\frac{y^2}{3}\leq M^2(x^2+y^2)+2M^2|xy|$$ ce qui sera réalisé si la forme quadratique
    $$M^2(x^2+y^2)-(\frac{x^2}{3}-xy+\frac{y^2}{3})$$ est semi définie positive. J'ai trouvé $M^2\geq \frac{5}{6}.$
  • Ou est passé le $2M^2|xy|$?
  • Ben si $Q(x,y)$ est la forme quadratique semi définie positive, on a $Q(x,y)+2M^2|xy|\geq 0.$ C'est ce qu'on voulait, non?
  • Je trouve plutôt $\int_0^1(x+t(y-x))^{2}dt=\frac{1}{3}(x^2+xy+y^2)$ et la forme $Q$ est semi-définie positive pour $M^2\geq\frac12$.
    Mais on obtient mieux déjà avec $\frac{1}{3}(x^2+xy+y^2)\leq\frac13(x^2+2|xy|+y^2)$ il me semble (et c'est atteint par exemple pour $x=1$, $y=0$).
  • Merci Amtagpa, tu as tout à fait raison.
  • Merci à tous pour votre aide. Comme je l'ai fais dans mon poste de "il y'a deux jours" c'est aussi correct?
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