Bourbaki

Exercice 9, § 1

Fonctions d’une variable réelle, III, p. 25

Les notations étant celles de l’exerc. 6, montrer que l’on a

μ1G1+μ2G2+…+μnGn≤λ1a1+λ2a2+…+λnan \mu_1 G_1 + \mu_2 G_2 + \ldots + \mu_n G_n \leq \lambda_1 a_1 + \lambda_2 a_2 + \ldots + \lambda_n a_n
pourvu que l’on ait λk≥0\lambda_k \geq 0 pour tout kk et
μk=k((λkβk)1/k−βk1/k)pour 1≤k≤n \mu_k = k((\lambda_k \beta_k)^{1/k} - \beta_k^{1/k}) \quad \text{pour } 1 \leq k \leq n
avec βk≥0\beta_k \geq 0 pour tout k,β1≤1k, \beta_1 \leq 1 et βn+1=0\beta_{n+1} = 0 (méthode de l’exerc. 8). En particulier, pour des choix convenables des λk\lambda_k et βk\beta_k, on a les inégalités
G1+G2+…+Gn+nGn≤2a1+(32)2a2+…+(n+1n)nan G_1 + G_2 + \ldots + G_n + nG_n \leq 2a_1 + \left( \frac{3}{2} \right)^2 a_2 + \ldots + \left( \frac{n+1}{n} \right)^n a_n
et en particulier (inégalité de Carleman)
G1+G2+…+Gn<e(a1+a2+…+an); G_1 + G_2 + \ldots + G_n < e(a_1 + a_2 + \ldots + a_n);
eAn≥ΓneGn/Γn eA_n \geq \Gamma_n e^{G_n/\Gamma_n}
où Γn=(G1+G2+…+Gn)/n\Gamma_n = (G_1 + G_2 + \ldots + G_n)/n (amélioration de l’inégalité de Carleman);
AnGn≥12(ΓnGn+GnΓn) \frac{A_n}{G_n} \geq \frac{1}{2} \left( \frac{\Gamma_n}{G_n} + \frac{G_n}{\Gamma_n} \right)
si la suite (ak)(a_k) est croissante;
nGn−mGm≤am+1+am+2+…+an. nG_n - mG_m \leq a_{m+1} + a_{m+2} + \ldots + a_n.

Solution

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Transcrit du volume imprimé. Non traduit.