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Montrer que pour tout x appartient à R+, | sin(x) | <ou= à x
alphonsio

On va montrer que pour tout xR+x \in \mathbb{R}^+, on a :

sin(x)x|\sin(x)| \leq x


1. Étude sur l'intervalle [0,+[[0, +\infty[

La fonction sin(x)\sin(x) est bornée :

sin(x)1pour tout xR|\sin(x)| \leq 1 \quad \text{pour tout } x \in \mathbb{R}

Mais on veut montrer que le sinus est dominé par xx quand x0x \geq 0, c’est-à-dire :

sin(x)x|\sin(x)| \leq x


2. Cas de x[0,π]x \in [0, \pi]

Sur cet intervalle, sin(x)0\sin(x) \geq 0, donc sin(x)=sin(x)|\sin(x)| = \sin(x).
On connaît l’inégalité classique :

0sin(x)xpour x[0,π]0 \leq \sin(x) \leq x \quad \text{pour } x \in [0, \pi]

Donc ici, on a bien :

sin(x)=sin(x)x|\sin(x)| = \sin(x) \leq x


3. Cas général xR+x \in \mathbb{R}^+

On utilise le fait que sin(x)\sin(x) est périodique de période 2π2\pi, donc bornée, et que :

sin(x)1xdeˋs que x1|\sin(x)| \leq 1 \leq x \quad \text{dès que } x \geq 1

En effet, pour tout x1x \geq 1, on a :

sin(x)1x|\sin(x)| \leq 1 \leq x

Donc, sur tout R+\mathbb{R}^+, on a :

sin(x)x|\sin(x)| \leq x


4. Cas limite : x=0x = 0

sin(0)=0=0|\sin(0)| = 0 = 0

Donc l’inégalité est encore vérifiée.


Conclusion finale :

xR+,sin(x)x\boxed{\forall x \in \mathbb{R}^+, \quad |\sin(x)| \leq x}