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Mathématiques (spécialité) · TerminaleBac

Dérivée seconde et convexité : quiz de Terminale

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • La dérivée seconde f′′f'' est la dérivée de la dérivée f′f' : elle s'ajoute en terminale à l'étude de la dérivation commencée en première 4.
  • Une fonction dérivable est convexe sur un intervalle quand sa dérivée f′f' est croissante 6.
  • Si f′′≥0f''\geq 0 sur l'intervalle, alors f′f' est croissante, donc ff est convexe : on étudie le signe de f′′f'' 6.
  • Pour une fonction convexe, la tangente en un point reste au-dessous de la courbe 6.
  • Un f′′f'' qui s'annule en un point isolé n'empêche pas la stricte convexité, comme pour x↦x4x\mapsto x^4 en 0 6.

Avant de commencer

Ce quiz couvre la notion de dérivée seconde et son lien avec la convexité. Il suppose acquise la dérivée d'une fonction composée, car plusieurs questions demandent de dériver deux fois une expression de la forme (ax+b)n(ax+b)^n. En terminale, l'étude de la dérivation commencée en première s'étend à la dérivée d'une fonction composée et à l'introduction de la dérivée seconde 4. Les fonctions convexes permettent ensuite de réinvestir le travail fait sur les dérivées 2.

Quiz

14 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Soit ff une fonction dérivable sur un intervalle II. Laquelle de ces conditions caractérise la convexité de ff sur II ?

  2. Soit f(x)=x3−3xf(x)=x^3-3x. Calcule f′′(2)f''(2).

  3. La fonction f(x)=x2+5x−1f(x)=x^2+5x-1 est convexe sur R\mathbb{R}.

  4. Si f′′f'' s'annule en un point, la fonction ff ne peut pas être strictement convexe sur un intervalle contenant ce point.

  5. Soit ff une fonction dérivable et convexe sur II. Où se situe la tangente à la courbe en un point d'abscisse a∈Ia\in I par rapport à la courbe ?

  6. Pour f(x)=x3f(x)=x^3, on a f′′(x)=6xf''(x)=6x. Sur quel intervalle peut-on affirmer que ff est convexe ?

  7. Parmi ces fonctions, lesquelles sont convexes sur R\mathbb{R} ? (Plusieurs réponses possibles.)

    Plusieurs réponses possibles.

  8. Soit f(x)=x3−6x2+1f(x)=x^3-6x^2+1. En quelle valeur de xx la dérivée seconde s'annule-t-elle ?

  9. Que représente la dérivée seconde f′′f'' d'une fonction deux fois dérivable ?

  10. Soit f(x)=(2x+1)3f(x)=(2x+1)^3. Calcule f′′(0)f''(0).

  11. Si f′′(x)≥0f''(x)\geq 0 pour tout xx d'un intervalle II, alors ff est convexe sur II.

  12. Une fonction dérivable et convexe sur II peut avoir une dérivée f′f' strictement décroissante sur II.

  13. Soit f(x)=ln⁡xf(x)=\ln x sur ]0 ;+∞[]0\,;+\infty[. Que dit le signe de f′′f'' ?

  14. Soit ff telle que f′′(x)=x2+2x−3=(x−1)(x+3)f''(x)=x^2+2x-3=(x-1)(x+3). Sur quels intervalles ff est-elle convexe ?

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si je dois étudier f' ou f'' pour répondre à une question ?

Regarde le mot-clé de la question. « Variations de ff » ou « signe de ff » : on étudie le signe de f′f'. « Convexe », « tangente au-dessous de la courbe » ou « f′f' croissante » : on étudie le signe de f′′f''. Une fonction dérivable est convexe quand f′f' est croissante 6, et la croissance de f′f' se lit sur le signe de f′′f'' 6.

Faut-il que f'' soit strictement positive pour que f soit convexe ?

Non. Pour la convexité, f′′≥0f''\geq 0 suffit. Pour la stricte convexité, f′′f'' doit être positive sans s'annuler sur un intervalle entier ; elle peut s'annuler en un point isolé, comme celle de x↦x4x\mapsto x^4 en 0 6.

Dans quelles situations rencontre-t-on la convexité en dehors du cours de maths ?

La convexité sert par exemple en finance, où le signe d'une quantité liée à la dérivée seconde du prix d'une obligation renseigne sur la convexité locale de ce prix 5. Elle intervient aussi en optimisation, où l'étude des fonctions convexes est une motivation majeure de la théorie 6.

Sources

  1. Programmes et ressources en mathématiques - voie générale et technologique, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Document ressource - Spécialité Mathématiques (Compléments de dérivation), Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Programme officiel - Document complet, Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Projet d'aménagement du programme de mathématiques de terminale générale, Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Convexité (finance), Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  6. Fonction convexe, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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