El fet que la derivada d'una funció en un punt sigui zero, no sempre
indica que la funció tingui un extrem en aquest punt. El
que segueix a continuació mostra com la derivada de la funció
s'anul·la en ,
però que la funció no té un extrem en aquest punt, ja que sempre és creixent
(de fet, la derivada sempre és positiva, excepte en
). Per tant,
encara que en la majoria dels casos és cert, no sempre un zero de la derivada
correspon a un extrem de la funció. També pot assenyalar un punt d'inflexió, com en aquest cas.
Un punt d'inflexió es caracteritza pel fet que la tangent a la
funció en aquest punt no només toca la funció, sinó que la parteix en dues, tal
com succeeix en el punt
. Dit de manera més tècnica, en
el punt d'inflexió, la funció canvia la seva concavitat, passa de còncava a
convexa, o de convexa a còncava:
- Una funció és còncava en un punt quan la funció cau per sota de la
tangent en aquest punt. En l'exemple, pot comprovar-se que la
funció en
és còncava.
- Una funció és convexa en un punt quan la funció cau per sobre
de la tangent en aquest punt. En l'exemple, pot comprovar-se que la
funció en
és convexa.
És clar, doncs, que en ,
la funció canvia la seva concavitat en particular, en aquest punt la funció passa de còncava a convexa.
En qualsevol cas, la condició requerida perquè una funció tingui un punt
d'inflexió és que la seva segona derivada en aquest punt sigui . Aixé es pot comprovar en el gràfic anterior, en
la segona derivada que, en
verifica
.
En qualsevol cas, no és necessari que la primera derivada també sigui perquè
la funció tingui un punt d'inflexió. L'applet que segueix a continuació mostra la gràfica d'una funció que té un punt d'inflexió en
, però la primera derivada
en aquest punt no és zero, mentre que la segona derivada
sí que ho és.
Es resumeixen, a continuació les característiques més importants de les
funcions que poden desvetllar-se a través de les seves derivades:
- Si la segona derivada de la funció és diferent de en un punt, si la primera
derivada en aquest punt és , la funció té en aquest punt un:
- mínim, si la segona derivada en el punt és positiva.
- màxim, si la segona derivada en el punt és negativa.
- Si la tercera derivada de la funció és diferent de en un punt, i la segona
derivada en aquest punt és , la funció té en aquest punt un punt d'inflexió.
Ara bé, quan la derivada següent de la que és també és
en el mateix punt, han de mirar-se les derivades successives (la tercera i
la quarta, en el primer cas; i la quarta i la cinquena, en el segon cas; i
així successivament).
El material que s'enllaça a continuació mostra exemples concrets del que s'ha descrit en aquesta secció:
