Soit la fonction [latex]f[/latex] définie par [latex]f(x) = e \ln (x) - x[/latex] sur [latex]\mathbb{R}_*^+[/latex].
[TeX]f'(x) = \frac{e}{x} - 1[/TeX]
Donc [latex]f[/latex] atteint son maximum pour [latex]x = e[/latex], elle est strictement croissante avant et strictement décroissante après, et [latex]f(e)=0[/latex] par calcul direct.
[TeX]f(\pi)< 0[/latex] (car [latex]\pi \neq e[/latex], même pas besoin de se souvenir si c'est plus grand ou plus petit), soit [latex]e \ln(\pi)<\pi[/latex]. On passe tout ça à l'exponentielle, qui est une fonction strictement croissante :

[latex]e^{e \ln(\pi)} <e^{\pi}[/TeX]
Et comme e^{a \ln b} = b^a :
[TeX]\pi^e < e^{\pi}[/TeX]

Si [latex]a<b[/latex] alors [latex]\forall (a;b) \in \mathbb{R}_+^2 {/} [{0;1}] \Rightarrow a^b>b^a[/latex]

Or [latex]e<\pi[/latex]
Donc [latex]e^\pi>\pi^e[/latex]

Shadock

J'avais oublié au moins une chose, pour le reste ça fonctionne bien avec les entiers et on m'a déjà dit que ça fonctionnait avec les réels.

Méthode Vasimolo pour flamber :
1- [latex]f(x)=\dfrac{ln(x)}x[/latex] est décroissante sur le bon intervalle
2- Donc [latex]e^\pi>\pi^e[/latex]
3- Allez y doucement sur les puissances

J'ai tout bon?

Méthode Rivas avec les détails:
[TeX]e^\pi>\pi^e \Leftrightarrow \pi.ln(e)>e.ln(\pi)[/latex] (car ln est croissante)
[latex]\Leftrightarrow \dfrac{ln(e)}e>\dfrac{ln(\pi)}{\pi}[/latex] (car e et pi sont positifs).
Posons [latex]f(x)=\dfrac{ln(x)}x[/TeX][TeX]f'(x)=\dfrac{1-ln(x)}{x^2}[/TeX]
f' est négative sur [latex][e,+\infty][/latex] donc f est décroissante sur le même intervalle.
Donc [latex]f(e)>f(\pi)[/latex] ce qui montre bien la dernière partie de l'équivalence et donc que:
[TeX]e^\pi>\pi^e[/TeX]
Merci pour ce classique (sans calculatrice)

Intéressons-nous à la fonction ln(x)/x

Cette fonction est strictement croissante sur ]0,e] puis strictement décroissante sur [e,+inf[. Elle atteint donc un maximum en e qui vaut 1/e.

On a pi>e
=> ln(pi)/pi<ln(e)/e  (fonction ln(x)/x strictement décroissante)
=> e.ln(pi)<pi.ln(e)   (pi et e >0)
=> exp(e.ln(pi)) < exp(pi.ln(e))  (fonction exp strictement croissante)
=> pi^e<e^pi

Donc B<A !

Dur dur de se remettre à ce genre de raisonnement...

Puisque on a perdu notre calculatrice admettons juste que [latex]e<\pi[/latex].

Et utilisons le fait que ln est concave donc en-dessous de toutes ses tangentes.
La tangente en [latex]e[/latex] a pour équation
[TeX]\frac{1}{e}(x-e)+1[/TeX]
d'où [latex]ln(\pi) <\frac{1}{e} (\pi-e)+1[/latex]

donc [latex]eln(\pi)<\pi-e+e=\pi[/latex]

en passant à l'exponentielle on a [latex]\pi^e<e^{\pi}[/latex].

Que des bonnes réponses ! En général, le passage par une étude de fonctions a été préféré pour résoudre cette énigme.

J'ai fait de même, en étudiant la fonction [latex]f(x) = x - e ln(x)[/latex], de dérivée [latex]f'(x) = 1 - \frac{e}{x}[/latex], strictement négative sur [latex]] 0 ; e [[/latex] et positive sur [latex][ e ; +\infty [[/latex].

La fonction [latex]f[/latex] est donc décroissante sur [latex]]0;e[[/latex] et croissante sur [latex]]e;+\infty[[/latex]. Son minimum est atteint pour la valeur [latex]x=e[/latex] et [latex]f(e)=0[/latex]. [latex]f(x)[/latex] est donc une fonction strictement positive sur [latex]]0;e[\cup]e;+\infty[[/latex].

Sachant que [latex]\pi[/latex] est un nombre strictement positif différent de e, on a :
[TeX]f(\pi) > 0[/TeX]
[TeX]\pi - eln(\pi) > 0[/TeX]
[TeX]\pi > ln(\pi^e)[/TeX]
[TeX]e^\pi > \pi^e[/TeX]
d'où [latex]A > B[/latex]

Voilà.

Je ne suis pas sûr de ton raisonnement Shadock, en prenant a = 0,5 et b = 0,7, ça ne marche pas .

Bravo à Yanyan pour sa belle démarche !

Et surtout, merci à tous d'avoir participé ! Alexein41.

La plupart de ces démonstrations donnent un "effet sorti du chapeau" par l'exhibition d'une fonction ex-nihilo que l'on étudie et qui convient à posteriori pour montrer l'inégalité.

Il me semble plus naturel de partir de l'inégalité demandée et par des transformations successives aboutir à une forme dans laquelle on voir la fonction qui devra être étudiée. Cela donne moins cet aspect sorti du chapeau.

Qu'en pensez-vous?

En partant de l'inégalité demandée, et en la transformant successivement, on est presque tous arrivé à étudier une fonction. Après son étude, on conclut en repartant de l'inégalité transformée, et en aboutissant à A > B. Mais comme ça, on répète l'étape "transformation de l'inégalité".
La démarche faite ici (c-à-d poser directement la fonction et en déduire l'inégalité) permet de ne pas se répéter tout au long du raisonnement. Mais c'est vrai que ça fait un peu "sorti du chapeau". Après, Palin01 a raison, on a pas trouvé la fonction au hasard. C'est juste pour faire plus rapide qu'on zappe l'étape "recherche de la fonction".

Mon but n'est pas de critiquer.

Je me doute bien que ceux qui ont répondu ont fait le raisonnement qui permet de trouver l'une ou l'autre des fonctions à étudier et qu'il ne l'ont pas sorti de nulle part.

Je dis juste que la rédaction donne cette impression et que c'est dommage pour ceux qui n'ont pas cherché eux-même et qui vont lire ça et se dire: comment est-ce que j'aurais pu penser à étudier cette fonction?

C'est un peu comme si on commençait le roman par la conclusion.

Yanyan a écrit:

Je me demande si mon prix a de la valeur...
Quant à ma démarche elle utilise la concavité de ln, je pense que c'est un peu plus élégant qu'une étude de fonction.
Je ne l'ai pas sortie de mon chapeau, c'est juste une approximation maitrisable.

Les goûts et les couleurs ça ne se discute pas
Mon point aussi était sur l'élégance. Les rédactions exhibant à priori la solution miracle me semblent par exemple moins élégantes que celle montrant comment on en arrive la.
Cela me rappelle quand en spé on commençait une démo par:
Soit [latex]\epsilon[/latex]>0. Posons [latex]\epsilon_1=\dfrac{2\epsilon^{3/2}}{\pi}[/latex] pour arriver miracle à la fin de la démo avec une majoration valant exactement [latex]\epsilon[/latex].

La concavité de ln est un concept plus ardu (dérivée seconde).
Encore plus la propriété que la courbe soit sous les tangentes du fait de cette concavité.
Pour quelqu'un adepte du principe des rasoirs d'Ockham il appréciera plus une solution utilisant un outil moins puissant mais suffisant.

Personnellement, je trouve l'utilisation de la concavité plus élégante.

Il n'y a pas à hésiter : c'est un compliment.

J'ai corriger ce que j'ai écrit. Je n'ai pas de démonstration à proposer mais je suis quasi certain que ça marche (au moins avec les entiers). Quoiqu'il en soit l'énigme n'était pas de mon niveau à la vue de vos réponses.