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> Análisis
Amadís
mensaje Oct 30 2008, 08:34 AM
Publicado: #1


Dios Matemático
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Hasta pronto.
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mensaje Oct 30 2008, 10:22 AM
Publicado: #2


Dios Matemático Supremo
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TEX: sea $f(x)=(1+x)^a$, $a \in$  ]0,1[, notemos que la funcion es concava hacia abajo ya que dado x=-1 y x=1, se obtienen $f(-1)=0, y f(1)=2^a$, y f(0)=1, por otro lado $(f(-1)+f(1))/2=2^{a-1}$ es menor que 1, luego tomamos el punto x=0 para sacar su tangente y verificar que la curva esta abajo de la tangente por su concavidad, la recta tangente es entonces $y-1=f'(0)x$, pero $f'(0)=a$, luego se cumple $\forall x \geq -1$ que $(1+x)^a \leq 1+a x$
TEX: luego es cosa de reemplazar x por x-1, con lo cual queda $x^a \leq 1+a(x-1)$ , y notando que con ese cambio de variables implica que x debe ser positivo, queda $x^a \leq ax+(1-a)$

saludos


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Claudio Henriquez Tapia
Ingeniero Civil Matemático UTFSM y Prof. DMAT UTFSM
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mensaje Jun 10 2013, 09:51 PM
Publicado: #3


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CITA(2.718281828 @ Oct 30 2008, 10:22 AM) *
TEX: sea $f(x)=(1+x)^a$, $a \in$  ]0,1[, notemos que la funcion es concava hacia abajo ya que dado x=-1 y x=1, se obtienen $f(-1)=0, y f(1)=2^a$, y f(0)=1, por otro lado $(f(-1)+f(1))/2=2^{a-1}$ es menor que 1, luego tomamos el punto x=0 para sacar su tangente y verificar que la curva esta abajo de la tangente por su concavidad, la recta tangente es entonces $y-1=f'(0)x$, pero $f'(0)=a$, luego se cumple $\forall x \geq -1$ que $(1+x)^a \leq 1+a x$
TEX: luego es cosa de reemplazar x por x-1, con lo cual queda $x^a \leq 1+a(x-1)$ , y notando que con ese cambio de variables implica que x debe ser positivo, queda $x^a \leq ax+(1-a)$

saludos

otra demostracion mas señor "e". y sin usar derivadas .... saaalvo que necesito de la concavidad de cierta funcion.

la desigualdad de jensen nos dice que si f es convexa entonces TEX: $f(\lambda x+(1-\lambda)y) \leq \lambda f(x)+(1-\lambda)f(y)$ para todo x,y y TEX: $\lambda \in [0,1]$

si la funcion es concava la desigualdad es contraria.

note que la funcion TEX: $\ln$ es concava. entonces para todo x,e y, positivos y a entre 0 y 1 por jensen:
TEX: $a\ln x + (1-a)\ln y \leq \ln(ax+(1-x)ay)$
luego tomando y=1 y aplicando exponencial:
TEX: $e^{a \ln x}=x^a \leq ax+(1-a)$
Q.E.D.




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