Montrer que pour tout $x \in [0,\frac{\pi}{2}]$ ;\[ \frac{2}{\pi}x\leqslant \sin(x) \leqslant x\]

Soit $p,q \in ]1,+\infty[$ tels que $\frac{1}{p}+\frac{1}{q}=1$. Montrer que, pour tous $x,y \in \mathbb{R}_+$ :\[ xy\leqslant \frac{x^p}{p}+\frac{y^q}{q}.\]

Montrer que pour tous $x,y,a,b \in \mathbb{R}_+^*$, on a l'inégalité suivante :\[(x+y)\ln\left(\frac{x+y}{a+b}\right)\leqslant x\ln\left(\frac{x}{a}\right)+y\ln\left(\frac{y}{b}\right)\]

Soit $n \in \mathbb{N}^*$. Montrer que pour tous $x_1,...,x_n \in \mathbb{R}$ :\[ \left(\sum_{k=1}^n x_k\right)^2\leqslant n \sum_{k=1}^n x_k^2.\]