Un cas d'égalité
Bonjour,
Dans un exercice de la RMS de cette année (ex 75 ici)
on demande de montrer que $s_2(x)\leqslant 3s_1(x)$ où de façon générale, pour tout $x=(x_1,\, \dots,\, x_n)\in \N^n$ on note
$$
s_p(x)=\mathrm{card}\{(i,\, j)\in \{1,\, \dots,\, n\}^2,\ |x_i-x_j|\leqslant p\}
$$
Je me demande si on peut avoir $s_2(x)=3s_1(x)$. J'ai l'impression que non, mais je n'arrive pas à le prouver. Par ailleurs, je me suis demandé s'il existait une inégalité similaire entre $s_{p+1}(x)$ et $s_p(x)$.
Merci d'avance pour vos réponses et une bonne année à tous !!!
Michal
Dans un exercice de la RMS de cette année (ex 75 ici)
on demande de montrer que $s_2(x)\leqslant 3s_1(x)$ où de façon générale, pour tout $x=(x_1,\, \dots,\, x_n)\in \N^n$ on note
$$
s_p(x)=\mathrm{card}\{(i,\, j)\in \{1,\, \dots,\, n\}^2,\ |x_i-x_j|\leqslant p\}
$$
Je me demande si on peut avoir $s_2(x)=3s_1(x)$. J'ai l'impression que non, mais je n'arrive pas à le prouver. Par ailleurs, je me suis demandé s'il existait une inégalité similaire entre $s_{p+1}(x)$ et $s_p(x)$.
Merci d'avance pour vos réponses et une bonne année à tous !!!
Michal
Réponses
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Salut.
Si tu prends tous les $x_i$ dans le cercle de centre l'origine et de rayon $2$ qu'est qui va se passer ? Regarde de ce coté. -
Avec les $x_i$ qui sont entiers ?
-
Ben, par exemple dans $\mathbb{N}^2$ j'ai, si je comprends bien $s_{2}(x) = 5$ et $s_{1}(x) = 1$ avec l'exemple que je donne, et donc ton inégalité est fausse.
PS; je prends $x$ comme l'origine. J'ai pas cherché plus loin, mais est-ce*que t'aurais pas inversé les inégalités ? -
Bonjour Babs, pourrais-tu m'expliquer comment tu trouves un sous-ensemble de $\{1,2\}^2$ de cardinal $5$?
Merci. -
On a toujours $s_2\leqslant 3s_1-2$, ce qui se démontre par récurrence. Il y a égalité si et seulement si $X$ est un translaté de $\{2,4,6,\ldots,2n\}$.
Edit: finalement, je ne suis pas sûr que la récurrence marche. -
@JLT : tu peux en dire un peu plus sur la récurrence, stp ? J'ai essayé de partir de l'égalité suivante : $$
\sum_{k=1}^{n+1} \mathrm{card}\{(i,\, j)\in (\{1,\dots,n+1\}\setminus \{k\})^2,\ |x_i-x_j|\leqslant p\}=(n-1)s_p(x)+n+1,
$$ où $x\in \N^{n+1}$, mais ça n'aboutit pas. Quand j'injecte l'information que $s_2(x) \leqslant 3s_1(x)-2$ pour $x\in \N^n$, ça me donne que
$s_2(x) \leqslant 3s_1(x)$ pour $x\in \N^{n+1}$... -
En fait j'avais fait la récurrence en isolant le plus grand terme, sauf que j'avais supposé à tort que tous les $x_i$ sont distincts, ce qui n'est pas a priori le cas. Voici une autre approche. Quitte à translater, on peut supposer que la plus petite valeur des $x_i$ est $1$. Soit $k$ la plus grand valeur. On suppose $k>1$ sinon l'inégalité est claire. On note $a_i$ le nombre de termes égaux à $i$. Alors
$\displaystyle s_1=\sum_{i=1}^k a_i^2+2\sum_{i=1}^{k-1} a_ia_{i+1}$
$\displaystyle s_2=s_1+2\sum_{i=1}^{k-2} a_ia_{i+2}\leqslant s_1+\sum_{i=1}^{k-2} (a_ i^2+a_{i+2}^2)\leqslant s_1+2\sum_i a_i^2-(a_1^2+a_k^2)\leqslant s_1+2\sum_i a_i^2-2\leqslant 3s_1-2$. -
-
Merci d'éviter d'appeler "divagation" une démonstration correcte.
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Si elle est correcte, alors elle est très mal rédigée. Excuses !
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Je trouve que je rédige beaucoup mieux que toi en général, donc améliore-toi avant de critiquer les autres.
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Bonjour Babs, combien de couples d'indices distincts existe-il dans $\{1,2\}^2$?
Merci. -
Pourquoi d'indices distinctes @Shah d'Ock ; on s'en fout ! Dans cet ensemble, il y a $4$ couples, qui sont ....
Mais ta question m'a permis de mieux réfléchir sur la question principale. Je vous en remercie ($s_{1}(x) = 4$ et $s_{2}(x) = 4$) .
Par ailleurs as-tu pigé la démo de @JLT ?
Faut m'excuser, je suis sous état thérapeutique en ce moment et pas toujours d'accord avec mes médecins.
A plus.
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