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_ujHrYbvc_7m_RGA5RDV4korCbzfE21o6t8bTfm7kv7jwgpv_fKo8tT0uSLLDkrgCFZ_OCUshCNO6rWIA7XnEyUkzrr0M4VFpoLm8ZRYfy_ecC2SSqzYoOMhHV7w9neWpPWUYSNaFUn0N4N7R8tBvhn_1a4n6g-uQ6e1YhwyNEDfoAhTxrVRdTf3A2HwiZysSGH18ctnei-wcoTKvUccKpvDoLsBhmBpA=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_s4PMBotLCUaMK4QPbXPC8YBPkh4GEdPeaiQY7Ioi5WzSYXYcBgmpFWlrEu-jIDY3EfjO5y_VzEbaFTzopfzFnNPctF8imNFml362F-P3dcVzLBGOFwpvxJzrnMpKQPl4bhUNP-VrVM5MwzDK1-ZSpdrpx2AwKctUiJbkJjC-8ebQGWvGjtK48_gFy1lVZdklzZex_0y2C6oT0KKGntF7SLN-rhVynHUw=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_ujHrYbvc_7m_RGA5RDV4korCbzfE21o6t8bTfm7kv7jwgpv_fKo8tT0uSLLDkrgCFZ_OCUshCNO6rWIA7XnEyUkzrr0M4VFpoLm8ZRYfy_ecC2SSqzYoOMhHV7w9neWpPWUYSNaFUn0N4N7R8tBvhn_1a4n6g-uQ6e1YhwyNEDfoAhTxrVRdTf3A2HwiZysSGH18ctnei-wcoTKvUccKpvDoLsBhmBpA=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_s4PMBotLCUaMK4QPbXPC8YBPkh4GEdPeaiQY7Ioi5WzSYXYcBgmpFWlrEu-jIDY3EfjO5y_VzEbaFTzopfzFnNPctF8imNFml362F-P3dcVzLBGOFwpvxJzrnMpKQPl4bhUNP-VrVM5MwzDK1-ZSpdrpx2AwKctUiJbkJjC-8ebQGWvGjtK48_gFy1lVZdklzZex_0y2C6oT0KKGntF7SLN-rhVynHUw=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_t0r1pWNGgkERv22rGXWPiGPJjz5rSl914ctT2HahWONPe_bpvey53kJUULs0Hquy8T0-3GREdxdz5CaLnnWTd7-CiOmd7RXQS5CF3Ks-XVpebaLnvBT_YNJB36YErmpFtp4ugM1jS2KIcXNyC-a2bphz_W3HiHxaCMxg-DX5vwzK1TVvwU6DmqZ-Cx3u2o4iS4eGx7Fnaja-9_FpqjAfhLXL7j27Z6pA=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_t0r1pWNGgkERv22rGXWPiGPJjz5rSl914ctT2HahWONPe_bpvey53kJUULs0Hquy8T0-3GREdxdz5CaLnnWTd7-CiOmd7RXQS5CF3Ks-XVpebaLnvBT_YNJB36YErmpFtp4ugM1jS2KIcXNyC-a2bphz_W3HiHxaCMxg-DX5vwzK1TVvwU6DmqZ-Cx3u2o4iS4eGx7Fnaja-9_FpqjAfhLXL7j27Z6pA=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_uHKPW2cMEu-4vdAtw3W48FYE3oQ6sosNJhqIr5tt7khOIRALyuW19hPlSTFifBwQqtwpv2__HfFzn6XlFHgwW6oRmQs6BMAmXY_ro7Ex-SppxwfDos5eX34TGAcZfN21BspQRwVtBBbwsgivS0CL4ZVdymTOPg-MRgozgvCYmGzu51mUbeF5dxRO7pfhhtTyL1mnHRX7aNIKdqqq7ZklhpfNWQt-y9EQ=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_t-4o_9M4JEE0HIIyOOJjJ9YtEnRVOvoYJy8fmpbWxCmFmZQabojHaIqB0w5ZksBSFnSHDk7o65jN7VxdN-AY9l5EWF9VG8R9eTRX7SvWQ2ZIQ60bWTiiL92jFQLK3UfEEVnteeWncOhGr6VO5NFa-6CUsvwHfctKzI9F7jK6qoBWtgInH5kmOuVsn4RaNa7uGksdxW_mTSYcRvbaarXI9YderNj4CGxQ=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tG06_N7YpZkVusU89vgkea-Fa95Nkm7lLhDR74dXxmFs4uR1zUmxQpfsqM3Fy7QI_Y8GKiYeMks7_oxi2XU7pR7CWiPH0B2glS818vWnRRsPoZTf-V8YsV37RHF9e4tBxBylG5t_dBoDDw6NRqM4vaXoee-IFP9wGoxrgvWZ7Vtlgb0WLjbBlTuZaLMfPzfky-ertW8fmhz7GLx07IG7JFur5y37Xktg=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_t-4o_9M4JEE0HIIyOOJjJ9YtEnRVOvoYJy8fmpbWxCmFmZQabojHaIqB0w5ZksBSFnSHDk7o65jN7VxdN-AY9l5EWF9VG8R9eTRX7SvWQ2ZIQ60bWTiiL92jFQLK3UfEEVnteeWncOhGr6VO5NFa-6CUsvwHfctKzI9F7jK6qoBWtgInH5kmOuVsn4RaNa7uGksdxW_mTSYcRvbaarXI9YderNj4CGxQ=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).