mathématiques appliquées (ECG 1re année) · Chapitre 5 · Exercice
Encadrer le logarithme par deux droites
Fonctions réelles d'une variable réelle · Fonctions usuelles et inégalités · niveau 3 (difficile)
Énoncé
On admet pour tout . En l'appliquant à puis à , établir . En déduire que pour tout entier .
Corrigé
L'encadrement. L'inégalité admise, écrite en , donne directement la majoration .
Écrivons-la maintenant en , ce qui est licite car dès que :
Or , d'après avec . L'inégalité devient , c'est-à-dire, en multipliant par — ce qui renverse le sens :
D'où pour tout . Les deux bornes valent en : l'encadrement y est une égalité.
L'application. Posons , qui est bien strictement positif pour . Alors
et l'encadrement donne exactement .
Le point à retenir. Une seule inégalité, appliquée à et à son inverse, en fournit deux et enferme entre deux fonctions simples. L'écart entre les deux bornes vaut ici : l'étau se resserre.