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Fonction concave et décroissante

Posté par
Sylvieg Moderateur
08-08-24 à 16:41

Bonjour,
Soit f une fonction définie sur [a ; +[, concave, décroissante et non constante.
Démontrer le plus simplement possible que la limite de f en + est -.

Posté par
verdurin
re : Fonction concave et décroissante 08-08-24 à 18:22

Bonsoir,
je crois qu'il faut mettre un strictement à décroissante ou à concave pour éviter les fonctions constantes.

Une esquisse de démonstration avec une fonction strictement décroissante :

 Cliquez pour afficher

C'est élémentaire mais entrer dans les détails est peut-être long.

Posté par
thetapinch27
re : Fonction concave et décroissante 08-08-24 à 20:22

Bonsoir,

Le plus simple c'est lorsque f est dérivable. Car par décroissance et non constance, il existe une tangente de pente strictement négative qui majore f.

Dans le cas général :

* Quitte à "décaler horizontalement et verticalement la fonction" on peut supposer que a=0 et que f(0)=0 sans perte de généralité.
* f est décroissante non-constante donc il existe b>0 tel que f(b)<0

Soit x>b
f(0*(1-b/x) + b/x * x) 0 + b/x*f(x)
càd
x * f(b)/b f(x)
Mais comme f(b)/b<0 alors f tend vers -

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Fonction concave et décroissante 09-08-24 à 08:49

Bravo thetapinch27. Je ne pense pas qu'on puisse faire plus simple
Sujet inspiré par concavité et décroissance

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Fonction concave et décroissante 09-08-24 à 09:16

En fait, je crois qu'il y a des coquilles dans

Citation :
f(0*(1-b/x) + b/x * x) 0 + b/x*f(x)
Mais l'idée est là.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Fonction concave et décroissante 09-08-24 à 11:40

Pas vraiment de coquille en fait :
f\left(0\times (1-\dfrac{b}{x})+\dfrac{b}{x}\times x\right) \geq 0 + \dfrac{b}{x}\times f(x)

Posté par
Imod
re : Fonction concave et décroissante 17-08-24 à 18:21

Bonjour

Juste une petite remarque : la question n'est-elle pas la même que "convexe et croissante tend vers plus l'infini" sans doute plus naturelle ?

Imod

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Fonction concave et décroissante 17-08-24 à 20:41

Bonjour Imod,
Oui, tout à fait. Mais c'était la question posée dans l'autre sujet concavité et décroissance.



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