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_sG21tOebqb8L0GXMhus3oMd5a8Ryq0oHof-eQ79SESjlaJvyTxvrtsCjxpYkH1kO4-4YP99aIu7Z5Zjrl62vdZO-mxbCS8COBYGj8Mk8k1kXbfmEzOLZJXwM_0XMHZ2-bPndLlaCJEXm7rDGkNL3iyZhfdLvMLuV9sKJPUPVv_xQP3LYmr8UQJnmqhZwMUv0ohekd7UBkTsjvzI0RrZqcS81iFi1AMOw=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_udhKM4WKG7CCMe8RE7RmwjNzj1OOmiIfE3Qe_PYuhdO5wg9zmsZezhNlPneMbMHUnVAtejc0ONt1hxOTUQRUf-AfuAfwXhwbQGOU60aP9d6SZpv-1DcTpR55Ah-GYKnDSPWUA9NEjtotXh5XwFuBjgXbz4ya-dPXQtX1N1RCyEOxKx9ZhQtXxQheVP2GRF413FV2kmu1HMQO6g7eMzP0R9JYzSvKfR5Q=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_sG21tOebqb8L0GXMhus3oMd5a8Ryq0oHof-eQ79SESjlaJvyTxvrtsCjxpYkH1kO4-4YP99aIu7Z5Zjrl62vdZO-mxbCS8COBYGj8Mk8k1kXbfmEzOLZJXwM_0XMHZ2-bPndLlaCJEXm7rDGkNL3iyZhfdLvMLuV9sKJPUPVv_xQP3LYmr8UQJnmqhZwMUv0ohekd7UBkTsjvzI0RrZqcS81iFi1AMOw=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_udhKM4WKG7CCMe8RE7RmwjNzj1OOmiIfE3Qe_PYuhdO5wg9zmsZezhNlPneMbMHUnVAtejc0ONt1hxOTUQRUf-AfuAfwXhwbQGOU60aP9d6SZpv-1DcTpR55Ah-GYKnDSPWUA9NEjtotXh5XwFuBjgXbz4ya-dPXQtX1N1RCyEOxKx9ZhQtXxQheVP2GRF413FV2kmu1HMQO6g7eMzP0R9JYzSvKfR5Q=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_t4I6e14ETMdTlt4U2V4cK3GJiCFPqmGZBVYUAbZq7g8hCS4OP0oK90pr83b4Hd2eDCmK4oyuI5QCVKUr8xdiDMd2DMQhvULff2mlVX2BHEjXUtDoTHRZv4IzQ2hood8Uf4q5yRZuML8vslVz2FS91buSx4DRo3cW7thdwtQX5XoGJjfbINPHcw_dNf08QSr1zUiFEdOXyN0sIUPZnL8Ys8StHs1b7u2w=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_t4I6e14ETMdTlt4U2V4cK3GJiCFPqmGZBVYUAbZq7g8hCS4OP0oK90pr83b4Hd2eDCmK4oyuI5QCVKUr8xdiDMd2DMQhvULff2mlVX2BHEjXUtDoTHRZv4IzQ2hood8Uf4q5yRZuML8vslVz2FS91buSx4DRo3cW7thdwtQX5XoGJjfbINPHcw_dNf08QSr1zUiFEdOXyN0sIUPZnL8Ys8StHs1b7u2w=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_t3Ne7hWc2zEkoXOHSw9AYAa6liqI6gnH_THa7tjKodqfbHnfzAbMr6SM0_W67BvnAa0QysefwAbhaawJ87bZcVrekpdetPPRNFnABgLHU7WpUB1zSCFGbI-emuZwA5AGfiBFW-g-HDad-O8BiCm1r7IigxxZFV_zu3LX3xCmRPKCplKH8BCkKEovnSy2sb1_cvRUfjt_FBFsbAL9ikbRAtlrpW7Z30-w=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_vFdR80o_SnI9NnDeCWbz0vwccA7fgNKJ88aCqJdyCsiavI2lZzYoGS51l_c-16hyhziOWJg7wtBVhRij_JKP67DhpRIJSN6VjrVsIO34D1JfVsMNSfsWzT75pdjWIabuNUkY7Kcpr3eR0dZpZJAvIhcPrcrGJyhw_MOeeE4kVptjIqhmRjU7E1642G5PYd0IJgyi0YJYLjqELozitfWU41dQC6AGuBCg=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sNnuqJxVgoMb0mrM1up3hiM1G63_sqs98437bk5gLLUBbT_Bwu1I3Y4Do7ewsEhBuS3CCy6yUfDz0JepwUefMqBvyKn7KQAA7lpc0Pk9C3WKlCvrvL5TAaOTTLFKpWjP6T3l7XWJcOfqOTVMLzA_sNhV-aUmaomCsINvwtEW6r3rZ260xHwRj4GRmztS8g2oX1O_hcvV54tY76_1NbeBodVnEUwd7OJQ=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vFdR80o_SnI9NnDeCWbz0vwccA7fgNKJ88aCqJdyCsiavI2lZzYoGS51l_c-16hyhziOWJg7wtBVhRij_JKP67DhpRIJSN6VjrVsIO34D1JfVsMNSfsWzT75pdjWIabuNUkY7Kcpr3eR0dZpZJAvIhcPrcrGJyhw_MOeeE4kVptjIqhmRjU7E1642G5PYd0IJgyi0YJYLjqELozitfWU41dQC6AGuBCg=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).