On dit qu'une fonction définie sur l'intervalle est convexe sur si et seulement si :
Cette définition exprime le fait que, et étant deux réels quelconques de l'intervalle , et les points de la courbe de coordonnées : et , l'arc de courbe est au dessous de la corde .
Fondamental : Lemme des trois pentes
Si est une fonction convexe sur alors
Fondamental : Théorème
Si est dérivable sur alors convexe sur équivaut à croissante sur .
Fondamental : Théorème
Si est deux fois dérivable sur alors convexe sur équivaut à positive sur .