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_tGraktdk__cvc7VS4NGbg7DmTtHpLTa6IsNrow8-WekVyp7Mpptbw22y4uU337zPTpP-IZbulLpdjFSkwosCgvYk3JhtdzGGDg0kkSTBMz2oc1SXBMlyHzb4cvfmQOBzwq2s45cKQOPdrgmm44CFFMKnra0Y0Q0wp2VPGWuLa2SIH2wSVARXIqW9DR_UhB8ef2ET_Jf8Hd9Bqw8mLpabOuTO_LT7plyg=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_s3ItlxJWCrZoxmXFco2gd8n1ZTfcSUvTQxCa5zizgXV-aOZN989Ebyx88aXL9oVTAZzXzPxgI6307ZC0Lz6FGoeTybTizDlwKbh9wTqkR71aXUAhJ-e1m218eqIU-Mgw67uZg1AC7SIksoaPIhbQ2BvwEBP0drcKoJjPy4R_2WflGGMWJ7B-sfyVqejQmNFkP_0al8-lUcuBbjqz1hvZEXKf8D_4NzHg=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_tGraktdk__cvc7VS4NGbg7DmTtHpLTa6IsNrow8-WekVyp7Mpptbw22y4uU337zPTpP-IZbulLpdjFSkwosCgvYk3JhtdzGGDg0kkSTBMz2oc1SXBMlyHzb4cvfmQOBzwq2s45cKQOPdrgmm44CFFMKnra0Y0Q0wp2VPGWuLa2SIH2wSVARXIqW9DR_UhB8ef2ET_Jf8Hd9Bqw8mLpabOuTO_LT7plyg=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_s3ItlxJWCrZoxmXFco2gd8n1ZTfcSUvTQxCa5zizgXV-aOZN989Ebyx88aXL9oVTAZzXzPxgI6307ZC0Lz6FGoeTybTizDlwKbh9wTqkR71aXUAhJ-e1m218eqIU-Mgw67uZg1AC7SIksoaPIhbQ2BvwEBP0drcKoJjPy4R_2WflGGMWJ7B-sfyVqejQmNFkP_0al8-lUcuBbjqz1hvZEXKf8D_4NzHg=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_vMqPKp60e1LTmmYQjUlUntqEWNx5kiVb8tFWgvy22erRVlD5NkAP8VrdNka-QsQKPc1jLCDPdJurCmY4nN0LY__4_O6VRCkC14TTgRz3pK-BgAkWoZVbkgaVeekPQPWWh1yxRhFCKkfLuxXKR7sz-gInumca2Uar6z4pvNKAgKxv_iDtk7035Hva8SQR82oLOc6McjAUKgUgaToM8u6jAtQsi_CQAEdg=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_vMqPKp60e1LTmmYQjUlUntqEWNx5kiVb8tFWgvy22erRVlD5NkAP8VrdNka-QsQKPc1jLCDPdJurCmY4nN0LY__4_O6VRCkC14TTgRz3pK-BgAkWoZVbkgaVeekPQPWWh1yxRhFCKkfLuxXKR7sz-gInumca2Uar6z4pvNKAgKxv_iDtk7035Hva8SQR82oLOc6McjAUKgUgaToM8u6jAtQsi_CQAEdg=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_sbOJf1anOObm--9--AKdbW6FJVQ-YJtF3EmiPOdMlY_g9wqILQb8DS_zHGJNhJzXpSWqRBnmjjtrq9JumHeCtejM7ElifLaAI6CZQMYrQlBuXy8KcX_TIqjFQyGlHRg3r9k35My1dsQRhic-zPUcNbNtMMtyimi7t74qZaZsbGqYYNs6I07zG0CqYNxKc2riB5hZhWr1Pi0g6g60gWYRq55e42pFJR3Q=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_vG0OJt5NesX7P6Jl9P2g78Dq5UZoLO2s_oMh0UrybEFhYoxPXKj8gDBy9u179YOw-To_b-7GAYrMdJthoF83nSEaXx5xUi77HfzMVp2oSqjydWiowq_lTntx-4fI1NxxBU3F6N8YgW_QcyPfczV3S1slURTp-xNshe4JWSr5pAvzfjrmIcFc2IAwTkwW0psO6H1-LOvHLU17Qzw5wk2Ew2dh19akulQg=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_u-C-bdjvmLK-JOmAujD3CZsaVyAyRVRR_cQgCa5-f9mcB9_7CZ002yLgG-dnazl7AE4MSvNX_oJfB-wFuBq5lCdTk4Ta_X_pYz-r8FPDWwzqROlPAbINqwoOJAgMCH6G4Ahozr3zC0jFaEQWwHFf9m2yHinFG8GgBDblelz6eKJmiNN99xN8bC41yHGyS9Pnt9Fh2O8rTCYeoeYz5JgXx_CZO8pSnKeA=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vG0OJt5NesX7P6Jl9P2g78Dq5UZoLO2s_oMh0UrybEFhYoxPXKj8gDBy9u179YOw-To_b-7GAYrMdJthoF83nSEaXx5xUi77HfzMVp2oSqjydWiowq_lTntx-4fI1NxxBU3F6N8YgW_QcyPfczV3S1slURTp-xNshe4JWSr5pAvzfjrmIcFc2IAwTkwW0psO6H1-LOvHLU17Qzw5wk2Ew2dh19akulQg=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).