Le seuil de rendements décroissants
Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques (ECT 1re année), chapitre 5 — Dérivation et convexité · Convexité et point d'inflexion
Énoncé
La production d'un atelier employant ouvriers est , pour .
1. Calculer et , et déterminer le point d'inflexion de la courbe.
2. Montrer que la productivité marginale est maximale en ce point.
3. Démontrer que, sur , la courbe de est au-dessous de sa tangente au point d'abscisse .
Corrigé
1. et .
est positive sur et négative sur : est convexe puis concave, et s'annule en en changeant de signe. Le point d'inflexion est donc avec .
2. La productivité marginale est . Sa dérivée est , positive avant et négative après : croît sur puis décroît sur , donc elle est maximale en , où elle vaut Le point d'inflexion est exactement le seuil de rendements décroissants : au-delà, chaque ouvrier supplémentaire apporte moins que le précédent.
3. La tangente en a pour équation , avec et . Posons l'écart Alors .
Le signe de est donc : positif sur , négatif sur . Ainsi croît puis décroît, et atteint son maximum en . Or . Donc pour tout de : la courbe est au-dessous de sa tangente en .
Contrôle. En : contre pour la tangente.
Le point à retenir. La convexité donne la position par rapport aux tangentes, mais seulement là où elle a lieu : est convexe sur , et pourtant sa courbe y reste sous la tangente prise en , point de la zone concave. Hors de la zone de convexité, on revient au signe de l'écart .
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.