La convexité des fonctions
Tu peux facilement reconnaître si une fonction est convexe ou concave en regardant sa courbe par rapport à ses tangentes. Une fonction convexe a sa courbe qui reste au-dessus de toutes ses tangentes (forme un "U"), tandis qu'une fonction concave a sa courbe en dessous (forme un "∩").
Les fonctions classiques ont des propriétés de convexité que tu dois connaître par cœur. La fonction f(x) = x² est convexe sur tout ℝ, alors que f(x) = √x est concave sur [0;+∞[. Pour f(x) = x³ et f(x) = 1/x, c'est plus subtil : elles changent de convexité selon les intervalles.
Astuce pratique : une fonction g est convexe quand sa dérivée g' est croissante, ce qui correspond à g''(x) > 0. Elle est concave quand g' est décroissante, donc g''(x) < 0.
Prenons l'exemple de g(x) = 1/3x³ - 9x² + 4. On calcule g'(x) = x² - 18x et g''(x) = 2x - 18. Comme g''(x) = 0 pour x = 9, on trouve que g est concave sur ]-∞; 9] et convexe sur [9; +∞[. Le point d'inflexion se situe en x = 9, là où la fonction change de convexité.
💡 Rappel important : Le point d'inflexion marque exactement le changement entre concave et convexe !