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Convexité de $f$
- $f'(x) = \alpha(1+x)^{\alpha-1}$ et $f''(x) = \alpha(\alpha-1)(1+x)^{\alpha-2}$.
- Si $\alpha \geq 1$, alors $f''(x) \geq 0$ car $(1+x) > 0$.
$f$ est donc convexe sur $]-1, +\infty[$.
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Tangente en $x=0$
- $f(0) = 1$ et $f'(0) = \alpha$.
- L'équation de la tangente $(T)$ est $y = \alpha x + 1$.
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Inégalité de Bernoulli
- Par convexité, la courbe de $f$ est au-dessus de sa tangente $(T)$.
- On en déduit : $(1+x)^\alpha \geq 1 + \alpha x$.
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Cas $\alpha \in ]0, 1[$
- Si $0 < \alpha < 1$, $f''(x) \leq 0$. $f$ est concave.
- La courbe est en dessous de la tangente : $(1+x)^\alpha \leq 1 + \alpha x$.