Accueil / QCM / Convexité 20 QUESTIONS · RÉPONSES EXPLIQUÉES
Convexité : QCM corrigés de Terminale Choisissez une réponse pour chaque question, puis ouvrez le corrigé pour comparer votre raisonnement. Pour enregistrer votre progression dans le navigateur et obtenir un score, utilisez le QCM interactif.
Revoir le cours Faire le QCM interactif ▶ Vidéo · 5 minutes 💬 Avis sur ce chapitre 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 QUESTION 1 · Dérivée seconde et courbure
Quelle est la dérivée seconde de f(x)=x³ ? 3x² 6x 6 x Voir la réponse et l’explication Réponse B : 6x
f′(x)=3x² puis f″(x)=6x.
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QUESTION 2 · Caractérisation par la dérivée seconde
Si f est deux fois dérivable et f″≥0 sur I, alors f est : Concave sur I dans tous les cas. Nécessairement décroissante. Convexe sur I. Nécessairement négative. Voir la réponse et l’explication Réponse C : Convexe sur I.
Le signe positif ou nul de la dérivée seconde caractérise la convexité.
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QUESTION 3 · Caractérisation par la dérivée seconde
Si f″≤0 sur I, alors f est : Nécessairement croissante. Nécessairement positive. Strictement convexe dans tous les cas. Concave sur I. Voir la réponse et l’explication Réponse D : Concave sur I.
Une dérivée seconde négative ou nulle signifie que f′ décroît ; f est concave.
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QUESTION 4 · Convexité et concavité
La fonction f(x)=x² est : Convexe sur ℝ. Concave sur ℝ. Convexe seulement sur [0 ; +∞[. Ni convexe ni concave sur ℝ. Voir la réponse et l’explication Réponse A : Convexe sur ℝ.
f″(x)=2>0 sur tout ℝ, y compris pour x<0.
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QUESTION 5 · Caractérisation par la dérivée seconde
La fonction f(x)=−x² est : Strictement convexe sur ℝ. Concave sur ℝ. Croissante sur ℝ. Positive sur ℝ. Voir la réponse et l’explication Réponse B : Concave sur ℝ.
f″(x)=−2<0 sur ℝ.
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QUESTION 6 · Inégalité de la tangente
Pour une fonction convexe et dérivable, la courbe se situe : Au-dessous de chacune de ses tangentes. Toujours sur l’axe des abscisses. Au-dessus de chacune de ses tangentes. Toujours sous l’axe des abscisses. Voir la réponse et l’explication Réponse C : Au-dessus de chacune de ses tangentes.
La convexité implique f(x)≥f(a)+f′(a)(x−a).
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QUESTION 7 · Points d’inflexion
Un point d’inflexion correspond à : Tout zéro de f. Tout extremum de f. Toute tangente horizontale. Un changement de convexité. Voir la réponse et l’explication Réponse D : Un changement de convexité.
La courbe change de convexité ; une annulation de f ou de f′ n’est pas le critère.
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QUESTION 8 · Méthode de recherche
Pour f(x)=x⁴, que représente le point d’abscisse 0 ? Ce n’est pas un point d’inflexion. Un point d’inflexion car f″(0)=0. Un point de discontinuité. Un point où f n’est pas dérivable. Voir la réponse et l’explication Réponse A : Ce n’est pas un point d’inflexion.
f″(x)=12x² s’annule en 0 sans changer de signe ; f reste convexe.
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QUESTION 9 · Points d’inflexion
Quelle est l’abscisse du point d’inflexion de f(x)=x³ ? 1 0 −1 Il n’y en a pas. Voir la réponse et l’explication Réponse B : 0
f″(x)=6x change de signe en 0.
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QUESTION 10 · Tableau de convexité
Pour f(x)=x³−3x², où se trouve le point d’inflexion ? (0 ; 0) (2 ; −4) (1 ; −2) (1 ; 2) Voir la réponse et l’explication Réponse C : (1 ; −2)
f″(x)=6x−6 change de signe en 1 et f(1)=−2.
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QUESTION 11 · Caractérisation par la dérivée seconde
Sur ]0 ; +∞[, la fonction ln(x) est : Strictement convexe. Affine. Constante. Strictement concave. Voir la réponse et l’explication Réponse D : Strictement concave.
Sa dérivée seconde vaut −1/x²<0.
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QUESTION 12 · Caractérisation par la dérivée seconde
Sur ℝ, la fonction eˣ est : Strictement convexe. Strictement concave. Affine. Décroissante. Voir la réponse et l’explication Réponse A : Strictement convexe.
Sa dérivée seconde est eˣ, strictement positive.
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QUESTION 13 · Inégalité de la tangente
La tangente à eˣ en 0 et la convexité donnent : eˣ≤1+x pour tout réel x. eˣ≥1+x pour tout réel x. eˣ≥x² pour tout réel x. eˣ≤1 pour tout réel x. Voir la réponse et l’explication Réponse B : eˣ≥1+x pour tout réel x.
En 0, la tangente est y=1+x et la courbe convexe reste au-dessus.
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QUESTION 14 · Inégalité de la tangente
La concavité de ln donne, pour x>0 : ln(x)≥x−1. ln(x)≤1−x. ln(x)≤x−1. ln(x)≥x. Voir la réponse et l’explication Réponse C : ln(x)≤x−1.
La tangente en 1 est y=x−1 et la courbe concave reste en dessous.
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QUESTION 15 · Convexité et concavité
Si f est convexe sur [a ; b], alors f((a+b)/2) est : Toujours strictement supérieur à (f(a)+f(b))/2. Toujours égal à f(a)+f(b). Toujours égal à 0. Inférieur ou égal à (f(a)+f(b))/2. Voir la réponse et l’explication Réponse D : Inférieur ou égal à (f(a)+f(b))/2.
La courbe d’une fonction convexe est sous les cordes ; le milieu donne cette inégalité.
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QUESTION 16 · Tableau de convexité
Pour f(x)=x⁴−2x², où f est-elle concave ? [−1/√3 ; 1/√3] ℝ [1 ; +∞[ [−2 ; −1] Voir la réponse et l’explication Réponse A : [−1/√3 ; 1/√3]
f″(x)=12x²−4≤0 exactement lorsque x²≤1/3.
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QUESTION 17 · Caractérisation par la dérivée seconde
Sur ]0 ; +∞[, f(x)=1/x est : Croissante et convexe. Décroissante et convexe. Décroissante et concave. Croissante et concave. Voir la réponse et l’explication Réponse B : Décroissante et convexe.
f′=−1/x²<0 et f″=2/x³>0 : variations et convexité sont deux propriétés distinctes.
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QUESTION 18 · Points d’inflexion
Quelle est la tangente à y=x³ au point d’inflexion ? y=x y=3x y=0 y=1 Voir la réponse et l’explication Réponse C : y=0
Le point d’inflexion est (0 ; 0) et f′(0)=0 : la tangente est horizontale.
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QUESTION 19 · Méthode de recherche
Si f″(a)=0, quelle information supplémentaire permet de conclure à une inflexion dans le cadre usuel du cours ? f(a)=0. f′(a)=0. f(a)>0. f″ change de signe en a. Voir la réponse et l’explication Réponse D : f″ change de signe en a.
Le changement de signe de f″ traduit un changement de convexité ; la seule égalité f″(a)=0 ne suffit pas.
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QUESTION 20 · Inégalité de Jensen — Hors programme
Approfondissement : Jensen appliquée à x² avec trois poids égaux donne : ((a+b+c)/3)²≤(a²+b²+c²)/3. ((a+b+c)/3)²≥a²+b²+c² pour tous réels. (a+b+c)²≤a²+b²+c² pour tous réels. (a+b+c)²=3(a²+b²+c²) pour tous réels. Voir la réponse et l’explication Réponse A : ((a+b+c)/3)²≤(a²+b²+c²)/3.
x² est convexe ; la valeur au barycentre est inférieure ou égale à la moyenne des valeurs.
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