Inégalité de Bernoulli
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[modifier] Définition
L'inégalité de Bernoulli stipule que :
pour tout entier naturel n>=2 , et tout nombre réel x non nul et strictement supérieur à -1.
[modifier] Démonstration
Soit tel que et tel que et on cherche à montrer que
On va définir la fonction f définie sur par :
On va montrer que la fonction f > 0 sur l'intervalle
La dérivée de la fonction sur le domaine considéré est :
On étudie maintenant le signe de la dérivée :
- pour et
- pour
La fonction f est donc strictement décroissante sur l'intervalle et strictement croissante sur l'intervalle .
Pour , on a
On a donc bien f > 0 sur l'intervalle .
[modifier] Autre démonstration
Voici une démonstration par récurrence
1) Initialisation :
Pour n=2 en supposant x non nul on a :
ou encore :
Donc la propriété est vraie au rang 2.
2) Hérédité :
Hypothèse de récurrence :
Montrons que la propriété est vraie au rang suivant k+1 :
- en effet on ne change pas le sens de l'inégalité car on suppose x>-1 donc x+1>0
Or
D'où
3) Conclusion :
La propriété est vraie au rang 2 et elle est héréditaire donc vraie pour tout entier n supérieur ou égal à 2 avec x non nul et strictement supérieur à -1.