mathématiques (terminale) · Chapitre 3 · Application directe du cours
Problème — Concavité d'une fonction exponentielle
Dérivation et Convexité · niveau 2
Énoncé
Problème — Concavité d'une fonction exponentielle. Soit la fonction définie sur par :
On note sa courbe représentative.
- Calculer la dérivée première et la dérivée seconde sur .
- Étudier le signe de sur .
- En déduire la concavité de la courbe .
- Montrer que la courbe admet un point d'inflexion unique dont on donnera les coordonnées.
Corrigé
- La fonction est deux fois dérivable sur par somme et produit de fonctions de référence. Dérivée première :
Dérivée seconde :
- Étudions le signe de sur : La fonction exponentielle étant strictement positive pour tout réel , la dérivée seconde est du signe de :
- Pour , .
- Pour , .
- Pour , .
- D'après le théorème du cours :
- Sur l'intervalle , , donc la courbe est concave.
- Sur l'intervalle , , donc la courbe est convexe.
- La dérivée seconde s'annule en 0 et change de signe autour de 0. La courbe admet donc un unique point d'inflexion d'abscisse . Calculons l'ordonnée de :
Le point d'inflexion est l'origine du repère .
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