4). Mais on peut aussi en donner une preuve directe: Notons l'intégrale de. Alors,. Inégalité de convexité sinus. Si est une extrémité de, la fonction est constante presque partout et le résultat est immédiat. Supposons donc que est intérieur à. Dans ce cas (propriété 10 du chapitre 1) il existe une minorante affine de qui coïncide avec au point: Composer cette minoration par, qui est intégrable et à valeurs dans, permet non seulement de montrer que l'intégrale de est bien définie dans (celle de sa partie négative étant finie), mais aussi d'établir l'inégalité désirée par simple intégration:. On déduit entre autres de ce théorème une forme intégrale de l'inégalité de Hölder qui, de même, généralise l'inégalité de Hölder discrète ci-dessus: cf. Exercice 1-5.
Point d'inflexion Soit \(f\) une fonction dérivable sur un intervalle \(I\). Un point d'inflexion est un point où la convexité de la fonction \(f\) change. La tangente à la courbe de \(f\) en un point d'inflexion traverse la courbe de \(f\). Si \(f\) présente un point d'inflexion à l'abscisse \(a\), alors \(f^{\prime\prime}(a)\). Réciproquement, si \(f^{\prime\prime}(a)=0\) et \(f^{\prime\prime}\) change de signe en \(a\), alors \(f\) présente un point d'inflexion en \(a\). Cela rappelle naturellement le cas des extremum locaux. Si \(f\) admet un extremum local en \(a\), alors \(f'(a)=0\). Cependant, si \(f'(a)=0\), \(f\) admet un extremum local en \(a\) seulement si \(f'\) change de signe en \(a\). Exemple: Pour tout réel \(x\), on pose \(f(x)=\dfrac{x^3}{2}+1\). La fonction \(f\) est deux fois dérivable et pour tout réel \(x\), \(f^{\prime\prime}(x)=3x\). Lorsque \(x<0\), \(f^{\prime\prime}(x)<0\), la fonction est concave, la courbe est sous ses tangentes. Leçon 253 (2020) : Utilisation de la notion de convexité en analyse.. Lorsque \(x>0\), \(f^{\prime\prime}(x)>0\), la fonction est convexe, la courbe est au-dessus de ses tangentes.
Voici un cours pratique sur la convexité réalisé par des ambassadeurs Superprof qui ont lancé leur application de e-learning, Studeo: preview exclusive pour Superprof! Il se décompose en deux temps: une vidéo de cours de 5 minutes pour comprendre les points clés, un exercice d'application et sa vidéo de correction pour maîtriser la méthode. 1) Les inégalités: simple - le cours en Terminale Vidéo Antonin - Cours: À retenir sur ce point de cours: Traduction de la relation courbe-sécante - Si f est une fonction convexe sur un intervalle I alors pour tous réels et de et pour tout on a: - Si est une fonction concave sur un intervalle alors pour tous réels et de et pour tout on a: Démonstration au programme Version courte de la démo: Soit deux réels et et soit un réel de. Soit et. Alors le point appartient au segment, sécante de. étant convexe, cette sécante est située au dessus de. Inégalité de convexité exponentielle. est donc situé au dessus du point D'où. Lien logique entre Convexité et Concavité est convexe sur si et seulement si est concave sur.
Article connexe [ modifier | modifier le code] Inégalité d'Hermite-Hadamard Portail de l'analyse
Fonctions dérivables Caractérisation des fonctions convexes Soit \(f\) une fonction définie et dérivable sur un intervalle \(I\). On note \(\mathcal{C}_f\) la courbe représentative de \(f\) dans un repère \((O;\vec i;\vec j)\). \(f\) est convexe sur \(I\) si la courbe \(\mathcal{C}_f\) se trouve au-dessus de toutes ses tangentes aux points d'abscisses \(x\in I\). \(f\) est concave sur \(I\) si la courbe \(\mathcal{C}_f\) se trouve en-dessous de toutes ses tangentes aux points d'abscisses \(x\in I\). Exemple: Montrons que la fonction \(x\mapsto x^2\) est convexe sur \(\mathbb{R}\). Notons \(\mathcal{C}_f\) la courbe de \(f\) dans un repère \((O, \vec i, \vec j)\). Démontrer une inégalité à l'aide de la convexité - Terminale - YouTube. Soit \(a\) un réel. \(f\) est dérivable sur \(\mathbb{R}\) et pour tout réel \(x\), \(f'(x)=2x\). La tangente à \(\mathcal{C}_f\) a pour équation \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\), c'est-à-dire \(y=2ax-2a^2+a^2\) ou encore \(y=2ax-a^2\). Pour tout réel \(x\), \[f(x)-(2ax-a^2)=x^2-2ax+a^2=(x-a)^2 \geqslant 0\] Ainsi, pour tout réel \(x\), \(\mathcal{C}_f\) est au-dessus de sa tangente à l'abscisse \(a\), et ce, peu importe le réel \(a\) choisi.
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