Déterminer lim x → + ∞f(x) et lim x → − ∞f(x). En déduire les intervalles sur lesquels f est convexe/concave. Justifier que f est dérivable sur R et calculer f ′ (x) pour tout réel x. On admet que f est deux fois dérivable sur R. Donner une expression de f′′(x) pour tout réel x. En déduire les intervalles où la fonction f est convexe.
On peut aussi introduire une notion de convexité pour les fonctions à valeurs vectorielles, pourvu que l'on se donne un cône dans l'espace d'arrivée de la fonction. De façon plus précise, on suppose donnés deux espaces vectoriels et , un convexe de , un cône pointé convexe de et une fonction de dans .
Définition 1 — Soient un espace vectoriel (ou affine) réel et un convexe de . On dit qu'une fonction pour tous et de et tout dans [0 ; 1], on a : . Autrement dit : est convexe si sa « restriction » à tout segment est une fonction convexe de la variable réelle ( voir supra) 15 . Définition 2 — Soit un espace vectoriel (ou affine) réel.
Une fonction concave est une fonction dont la fonction opposée est convexe. On vérifie aussitôt ce qui suit, reliant les notions d'ensemble convexe et de fonction convexe : Remarque — La fonction est convexe sur si et seulement si son épigraphe est un sous-ensemble convexe de .