Continuité, dérivation, lectures graphiques et convexité

Convexité et lecture graphique - Exercice 5

10 min
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Question 1
On considère une fonction ff définie sur [2;2]\left[-2;2\right] et deux fois dérivable.
On donne ci-dessous la courbe représentative de la fonction ff dans un repère orthonormé.
On note ff' sa dérivée et ff'' sa dérivée seconde.

Donner les valeurs de : f(1)f'\left(-1\right) ; f(0)f'\left(0\right) ; f(1)f'\left(1\right)

Correction
 D’une part :\red{\text{ D'une part :}}
f(1)f'\left(-1\right) correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d'abscisse 1-1. La tangente est horizontale. Cela signifie que le coefficient directeur est nul.
Ainsi :
f(1)=0f'\left(-1\right)=0

 D’autre part :\red{\text{ D'autre part :}}
f(1)f'\left(1\right) correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d'abscisse 11. La tangente est horizontale. Cela signifie que le coefficient directeur est nul.
Ainsi :
f(1)=0f'\left(1\right)=0

 Enfin :\red{\text{ Enfin :}}
f(0)f'\left(0\right) correspond au coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d'abscisse 00.
Les points A(0;1)A\left(0;1\right) et B(1;4)B\left(-1;4\right) appartiennent à cette tangente.
A l'aide du point AA et du point BB on va pouvoir donner le coefficient directeur de la tangente.
f(0)=yByAxBxAf'\left(0\right)=\frac{y_{B} -y_{A} }{x_{B} -x_{A} }
f(0)=4110f'\left(0\right)=\frac{4-1}{-1-0}
Ainsi :
f(0)=3f'\left(0\right)=-3
Question 2

Que se passe-t-il au point d'abscisse x=0x=0. Justifier?

Correction
  • Lorsque les tangentes sont situées au-dessus de la courbe sur un intervalle [a,b]\left[a,b\right] alors ff est concave sur [a,b]\left[a,b\right].
  • Lorsque les tangentes sont situées en dessous de la courbe sur un intervalle [a,b]\left[a,b\right] alors ff est convexe sur [a,b]\left[a,b\right].
On remarque que sur l'intervalle [2;0]\left[-2;0\right] , les tangentes se situent au-dessus de la courbe, cela signifie que sur [2;0]\left[-2;0\right] la courbe ff est concave.
De plus, on remarque que sur l'intervalle [0;2]\left[0;2\right] , les tangentes se situent en dessous de la courbe , cela signifie que sur [0;2]\left[0;2\right] la courbe ff est convexe.
Il en résulte qu'au point d'abscisse x=0x=0, la courbe ff admet un point d'inflexion.