La concavidad o convexidad, (o concavidad hacia arriba y hacia abajo) que nunca ha habido acuerdo sobre cuál era cuál, la determina la derivada segunda. Si la derivada segunda es positiva es cóncava hacia arriba y si es negativa es cóncava hacia abajo
1) f(x) = x^4-x^2
f '(x) = 4x^3 - 2x
f ''(x) = 12x^2 - 2
Calculamos las raíces
12x^2 - 2= 0
12x^2 = 2
x^2 = 1/6
x = -sqrt(1/6) y +sqrt(1/6)
La derivada segunda es un polinomio de grado 2 con coeficiente director positivo, luego tiene valores positivos a los lados de las raíces y negativos entre ellas, asi que
En (-oo, -sqrt(6)) U ((sqrt(6), +oo) es cóncava hacia arriba
En (-sqrt(6), + sqrt(6)) es cóncava hacia abajo.
La norma es un ejercicio por pregunta y más si ya son complicados. Porque me parece que el segundo y tercero tienen numerador y denominador, eso complica bastante la derivada segunda.
Luego mándame si quieres cada uno de los tres que queda en una pregunta propia.