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_ulOKdiXXR9HlBhPP5-rWPa_P8Uw7kSKSyntwHii1W4iUtr7sSvo5h0N9N0egzJNuEyYbLArMUmZ7vLCzaZm8cmlIqBUaAFzD9Ck3kpUU7RdSEXFX-woosPXJRYnkAO6WezjJDhqmnzXBW9MCnEYYhYvSxAK7aKF6Ejx1rf1KkbIWo_dydek5EI7Kb4o1Vz_rprkprUBuvP-hgWopsO9o5l-qtcDYM18Q=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vUlJe_7myuCRnRU670bEUjmQ8nTbw_rbzQKybzJIhX5ECtXXjeB2qETQ4R1BFm_LvjQWBzIPyvm0Ijofd2RJsmAuTnVspBXeQcUbFe6wRYMqNpz93swPq9cLH12hPsv-lLdNvQLOuJDmfrL81pWMk9wyU7BLxiguH9SQ1moo0VTd8L8z4f8RfqKdWalYanZ79j6VIM9sxwaVsCxsBgboha23sQD-EHJw=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_ulOKdiXXR9HlBhPP5-rWPa_P8Uw7kSKSyntwHii1W4iUtr7sSvo5h0N9N0egzJNuEyYbLArMUmZ7vLCzaZm8cmlIqBUaAFzD9Ck3kpUU7RdSEXFX-woosPXJRYnkAO6WezjJDhqmnzXBW9MCnEYYhYvSxAK7aKF6Ejx1rf1KkbIWo_dydek5EI7Kb4o1Vz_rprkprUBuvP-hgWopsO9o5l-qtcDYM18Q=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vUlJe_7myuCRnRU670bEUjmQ8nTbw_rbzQKybzJIhX5ECtXXjeB2qETQ4R1BFm_LvjQWBzIPyvm0Ijofd2RJsmAuTnVspBXeQcUbFe6wRYMqNpz93swPq9cLH12hPsv-lLdNvQLOuJDmfrL81pWMk9wyU7BLxiguH9SQ1moo0VTd8L8z4f8RfqKdWalYanZ79j6VIM9sxwaVsCxsBgboha23sQD-EHJw=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_shkrNnIxmJBM-zuYEYbu_d7pPMF93FKoWXzQY1cwYl7a2iXMFGTyc4mF8M8qaUHBfPTOeE5p_yEfDaebs_1xuwRANMPcFMcgQEUrvd_KEWFoCIkQdn5fuYQuNVrXAF_nxsd_X0Ol_EczqZSQourEmfoN-8s_xyT2jksDC2oTQjZtH3amKbm8jkhQp7l7j0-H6R776m1-L4mn9nUy36auYhqscsE6B5zQ=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_shkrNnIxmJBM-zuYEYbu_d7pPMF93FKoWXzQY1cwYl7a2iXMFGTyc4mF8M8qaUHBfPTOeE5p_yEfDaebs_1xuwRANMPcFMcgQEUrvd_KEWFoCIkQdn5fuYQuNVrXAF_nxsd_X0Ol_EczqZSQourEmfoN-8s_xyT2jksDC2oTQjZtH3amKbm8jkhQp7l7j0-H6R776m1-L4mn9nUy36auYhqscsE6B5zQ=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_ujMdGAhvVBTwAXjBlcP5hXM6RydXnl2KH7Jz4zo7_7ipn1ksaUJga_1B428h8R2AIY-hDhwAGR_HgAK0M4k7shweCMaPlDN2PwLg2sRIt4GOfor4olRzDJwwr1zAIsGk1tPYj24g2U4bBExXurFx_mQVSBJtLKUdM9XnooGKEnNdawz_MWeNpLJyXO9mdFKku8iTXOfjXV8voY_5jzqMWR-lBBy_nOSQ=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_vJENgaRxDUc17KoIAZPzX3FnwkpX6cqqv2C6eTuWbwhl1gHxyZEUYqPNxN_uDUxA7A86mjgadeyH_LW4H__ocIFOK5QwF71vy_nm8_XK5BC1163wb-ZGOc2Dr4HbcT3VmIUpiDPEQuwooCAcnttDXxxTHskMawv4vCuCu04vWySbig5Chce0JBfbO7dN_do35rbg9hRYwwmXStL1IJ4XHGcs_3zF9nlQ=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sMYeCCAYVCaRlffoGfUfmDoog2__r6stbVFtZbhXxgNamtQql3LcX3XbgXkt8RQr-I-klmNP2eW-sdKpUUOXLxOU2ARKvEAa1YPzC13bbAjbCxnBNwHO3zBfA5Mxe5d0Uo2NLBzIG03yZVTI0FANbGPbpyyPFT26Rf6cqweoG7h-lonWH3tIxGPSb9hXZgw2H9aGtU00lMkM1hV1D408yxgRMausvFkA=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vJENgaRxDUc17KoIAZPzX3FnwkpX6cqqv2C6eTuWbwhl1gHxyZEUYqPNxN_uDUxA7A86mjgadeyH_LW4H__ocIFOK5QwF71vy_nm8_XK5BC1163wb-ZGOc2Dr4HbcT3VmIUpiDPEQuwooCAcnttDXxxTHskMawv4vCuCu04vWySbig5Chce0JBfbO7dN_do35rbg9hRYwwmXStL1IJ4XHGcs_3zF9nlQ=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).