Valor máximo y valor mínimo de una función
Si
f es una función dada, entonces

es un
valor máximo relativo de
f, si existe un intervalo abierto
![$]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uApZRCp7W5lBUajW-dbZGWKPXAh_YBpIa-X-wsvr25UDvzzhn7A-4VeFI0IOrGOj0TMqL7Ybe8aiROKRXzMvpgeFRKyv2QbCNUB9xRCwIlnUwIs_Vw28IYsm_pw2x-gHT3TC5_g2XYTm5ad25iqhoFjQ-LoIJk1ryY6YTqEFLvYHLD4Rdq51lBQF1DSmePr9CaYGq1DZXrniw0RkA_0akAGI-2otGQRA=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uyEo6OyZfVW4wtCamtrRvH5P03_o7vOjxc64zGWSm90L6CtTLl7pOJCHPBXqP4-KmmtBJ7W92G16DtCAhUXe0NZ3Z6LUaMBL3fwY5qvS5MdEPw4fc2RIjenfxIeO2e2CQ8evo3YgCjmdrysWP8rwtrXQ0007Drxkui2seFjrO7cLL6rxB_swGE9XfWSw0QvQhXaTcbMJPOGrjgvvI1EfNNPfcNvJRLMA=s0-d)
, siendo
x un valor del dominio de la función.
Si

para toda
x en el dominio de
f, entonces

es
el valor máximo de
fo
máximo absoluto.
Similarmente,

es un
valor mínimo relativo de la función
f, si existe un intervalo abierto
![$]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uApZRCp7W5lBUajW-dbZGWKPXAh_YBpIa-X-wsvr25UDvzzhn7A-4VeFI0IOrGOj0TMqL7Ybe8aiROKRXzMvpgeFRKyv2QbCNUB9xRCwIlnUwIs_Vw28IYsm_pw2x-gHT3TC5_g2XYTm5ad25iqhoFjQ-LoIJk1ryY6YTqEFLvYHLD4Rdq51lBQF1DSmePr9CaYGq1DZXrniw0RkA_0akAGI-2otGQRA=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uyEo6OyZfVW4wtCamtrRvH5P03_o7vOjxc64zGWSm90L6CtTLl7pOJCHPBXqP4-KmmtBJ7W92G16DtCAhUXe0NZ3Z6LUaMBL3fwY5qvS5MdEPw4fc2RIjenfxIeO2e2CQ8evo3YgCjmdrysWP8rwtrXQ0007Drxkui2seFjrO7cLL6rxB_swGE9XfWSw0QvQhXaTcbMJPOGrjgvvI1EfNNPfcNvJRLMA=s0-d)
, con
x en el dominio de
f.
Si

para toda
x en el dominio de
f, entonces se dice que

es el valor mínimo de dicha función. También se llama mínimo absoluto.
Ejemplo:
Considere una función
f definida en un intervalo
![$]c,d[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_voqLdxG4kqyyEySVU-2PhwnCgiMnstnPVlhc6gK81211c84-a-H0gWOh_29s2YsD-kwtkUO-VyZgxedg4iV5spsnmmYAWHho4vJ08RaoF1JcNm_UajLX-J6qfqPyUBHy4RE-UEVwGp0ebufZ5X8ValpQ2XFxBD7_x8q6USQKlQa5CJl3H1VbKKzSa1kavnkTv3IOX1so2soA_ZgLNrqp_wfv1Ljiz-HA=s0-d)
, cuya representación gráfica es la siguiente:
Note que

, es un máximo relativo y

es el máximo valor que toma la función en el intervalo en que está definida.
Similarmente,

es un valor mínimo relativo y

es el mínimo absoluto de la función en
![$]c,d[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_voqLdxG4kqyyEySVU-2PhwnCgiMnstnPVlhc6gK81211c84-a-H0gWOh_29s2YsD-kwtkUO-VyZgxedg4iV5spsnmmYAWHho4vJ08RaoF1JcNm_UajLX-J6qfqPyUBHy4RE-UEVwGp0ebufZ5X8ValpQ2XFxBD7_x8q6USQKlQa5CJl3H1VbKKzSa1kavnkTv3IOX1so2soA_ZgLNrqp_wfv1Ljiz-HA=s0-d)
.
| Teorema 2 |
| Sea c un punto interior del dominio de una función f.
Si es un valor máximo relativo de f y si existe entonces .
Prueba: al final del capítulo. |
Ejemplo:
Considere la función f definida por
|  |
Su representación gráfica es la siguiente:
Puede observarse que cuando
x toma el valor de

entonces la función tiene un valor máximo. En este caso

es precisamente el vértice de la parábola con ecuación:

.
Según el teorema anterior debe cumplirse que

es igual a cero.
En efecto, como

, al sustituir
x por -2 se obtiene que

, que era lo que quería comprobarse.
| Teorema 3 |
| Sea c un punto interior del dominio de una función f. Si es un valor mínimo relativo de f y si existe, entonces .
La demostración es similar a la del teorema anterior. |
Ejemplo:
Considere la función f definida por: |  |
Su representación gráfica es la siguiente:
Note que la función
f tiene un
valor mínimo en

dado por

. El punto

es el vértice de la parábola con ecuación

.
De acuerdo con el teorema

debe cumplirse que

sea igual a cero.
Como

entonces

y se verifica lo enunciado respecto al valor mínimo.
Observación:
El recíproco de los dos teoremas anteriores no es cierto. Es decir, e
l hecho de que
sea igual a cero, no implica que en
exista un máximo o un mínimo.
Por ejemplo, para la función
f con ecuación

, se tiene que

, y

si

; sin embargo, en

no hay ni un valor máximo ni un valor mínimo, como puede observarse en la siguiente representación gráfica de la función.
| Definición |
| Sea f una función. Recibe el nombre de valores críticos del dominio de f, aquellos en los que es igual a cero o en los que no existe. |
Ejemplo:
Determinemos los valores críticos de las funciones con ecuaciones:
-
-
-
Solución:
- a.
- Como
, entonces 
Ahora:
si y solo si
o sea si
, ó,
, ó, 
Luego, los valores críticos de f son: x=0, x=1, y x=-1.
- b.
- Como
entonces 
Luego
, de donde
si y solo si
, o sea, si 
Por lo tanto el valor crítico de f es
.
Note que aunque
se indefine en
, como este valor no pertenece al dominio de f, entonces no es valor crítico de dicha función.
Observación:
Reciben el nombre de
valores extremos de una función
f los valores máximos relativos y los valores mínimos relativos de
f. Dada una función
f cuyo dominio es el intervalo
k, un valor

será un
valor crítico de
x para la función
f si:
a. | ó |
b. | no existe ó |
- c.
| c es un extremo del intervalo k. |
En este último caso, si
![$k=[a,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vcmpJxOGVQ4BmcZE1LuVco4bctqXpmIYDwXSqM58-a6oPAN4W586DAhXKOC_UrEWqV4ZMebteEGkgwaOHurCu4UsLOX1oTJKk8SkV194crgOCA4znNqYrzHB1JaloK3tMjHUKhbKATlwSJ5xe1-08aU3xTCDO7IqXjUQDMlhnQB7jpOGBwHuRyngza52dsG5Waz-wXt08CCpRIac6XI4f7Hjj7Y8ChQQ=s0-d)
entonces "
a" y "
b" son valores críticos. Si

o si

entonces "
a" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vuIqowiH_qIQVTGWWqcJE7AdeEpoeZVHL6tc7wlC8QravfBMYKP7OCjEfu5EqtycZBFEU8snhL3vhzJRXB9N4ySm8mwIxyOO40xFjV4kpan3cb5PLj5w0rTvNIzXz8rkaIiYOA-O2D_mRa78JpRR7iv1RO_bImMOYAFhR-Nz43Lfkf7AU4OFyJnQOz2zvTpD6E2_3FVFcNvviyTJVErm1qYU6CC8Td4w=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_s52_MKv30J7mcpyBcMkbTBt_tdYIoTFeZ4wTb_w_GsO7PaM7tZs-zTczWjk9GEnS6fOm9afYJyq9ssp8oslgeKTGevVkbKVevTE06TJLbSlvfGxOxNUGSF5UNoxu9mUJLgBC2frS3mxqqESAy9i6rZhWQJZz7mFvOG3yjzAcBIE-lySHmDhSig6wd4S_CJyGU352qOOM_jH7WKouB6QW9Ovzhx4LiN-g=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vuIqowiH_qIQVTGWWqcJE7AdeEpoeZVHL6tc7wlC8QravfBMYKP7OCjEfu5EqtycZBFEU8snhL3vhzJRXB9N4ySm8mwIxyOO40xFjV4kpan3cb5PLj5w0rTvNIzXz8rkaIiYOA-O2D_mRa78JpRR7iv1RO_bImMOYAFhR-Nz43Lfkf7AU4OFyJnQOz2zvTpD6E2_3FVFcNvviyTJVErm1qYU6CC8Td4w=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).