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Démonstration. [01UQ]

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Démonstration.

Soit xx et yy des points distincts de UU. Comme la fonction f:y↦h⁡(x+t⁡(y−x))f\colon y\mapsto h(x+t(y-x)) est strictement convexe sur [0,1][0,1], on a f′​(1)>f′​(0)f^{\prime}(1)>f^{\prime}(0) puis d’où ⟨∇h​(y)−∇h​(x),y−x⟩>0\langle\nabla h(y)-\nabla h(x),y-x\rangle>0. En particulier, ∇h​(x)≠∇h​(y)\nabla h(x)\neq\nabla h(y).

La matrice jacobienne Jac⁡(∇h)\operatorname{Jac}(\nabla h) de l’application ∇h:U→𝐑n\nabla h\colon U\rightarrow\mathbf{R}^{n} n’est autre que la matrice hessienne ℋ⁡(h)\mathscr{H}(h) de l’application hh. D’après la formule de changement de variables dans les intégrales multiples, on a donc

∫U(d′​d′′⁡h)n=n!​∫Udetℋ⁡(h)=n!​∫UdetJac⁡(∇h)=n!​vol⁡(∇h​(U)),\int_{U}(\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}h)^{n}=n!\int_{U}\det\mathscr{H}(h)=n!\int_{U}\det\operatorname{Jac}(\nabla h)=n!\operatorname{vol}(\nabla h(U)),

puisque, hh étant convexe, detℋ⁡(h)≥0\det\mathscr{H}(h)\geq 0. ∎

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