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mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 9 · Application directe du cours

Un point d'inflexion à trouver

Taylor, développements limités et convexité · Extremums, convexité et graphes · niveau 1 (application)

Énoncé

Soit sur . Étudier la convexité de et déterminer les coordonnées de son point d'inflexion.

Corrigé

Ce qu'on montre. Que le point d'inflexion se trouve en cherchant où s'annule en changeant de signe — l'annulation seule ne suffirait pas.

Les dérivées. est polynomiale, donc de classe sur :

La convexité. Le signe de est celui de :

  • sur : est concave sur ;
  • sur : est convexe sur .

Le point d'inflexion. s'annule en et change de signe en ce point : d'après la définition du cours, est un point d'inflexion. Son ordonnée vaut Le point d'inflexion est donc .

La tangente en ce point. , donc la tangente a pour équation . La courbe la traverse en , puisque la convexité y change.

Point délicat. Une dérivée seconde qui s'annule ne suffit pas : pour , on a mais ne change pas de signe, et n'est pas un point d'inflexion. Le changement de signe fait partie de la définition.

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