Fonctions d’une variable réelle, III, p. 32
Soient m une fonction convexe dans (0,+∞), telle que m(0)=0, et p un nombre tel que −1<p<+∞. Montrer que si l’intégrale ∫0+∞xpexp(−m(x)/x) dx est convergente, il en est de même de l’intégrale ∫0+∞xpexp(−m(x)/x) dx, et l’on a
∫0+∞xpexp(−m(x)/x) dx≤ep+1∫0+∞xpexp(−md′(x)) dx. (Pour
k>1 et
A>0, remarquer que
m(kx)≥m(x)+(k−1)xmd′(x), et en déduire l’inégalité
k−p−1∫0kAxpexp(−m(x)/x) dx≤∫0Axpexp(−kxm(x)−kk−1md′(x)) dx. Majorer la seconde intégrale à l’aide de l’inégalité de Hölder (II, p. 24, exerc. 3) puis faire tendre
A vers
+∞ et
k vers 1.)