mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 9 · Application directe du cours
Un minimum sur un intervalle ouvert
Taylor, développements limités et convexité · Extremums, convexité et graphes · niveau 1 (application)
Énoncé
Soit sur . Déterminer le point où atteint son minimum, et la valeur de ce minimum. Justifier qu'il s'agit d'un minimum global.
Corrigé
Ce qu'on montre. Que la convexité permet de conclure au minimum global dès qu'un point critique est trouvé, sans examiner les limites aux bornes.
Dérivées. est de classe sur , avec
Le point critique. (la solution est hors de l'intervalle). Donc est l'unique point critique.
La convexité. Pour , : est convexe sur l'intervalle ouvert .
Conclusion. Le théorème du cours affirme qu'une fonction convexe sur un intervalle ouvert, dont la dérivée s'annule en , admet en un minimum global. Ici et donc pour tout .
Contrôle. et : les deux dépassent bien . Et aux deux bornes, ce qui est cohérent avec un minimum intérieur.
Remarque. L'inégalité pour se retrouve directement : elle équivaut à , c'est-à-dire . Les deux voies donnent le même résultat, et le cas d'égalité .