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_vTmc98PTlHJr0v-ojroL30X4pBU1Xa8UDCt0a3nDE9LjcWx_neioV_vGs328MMPP1DAN969dabaVBQdfiebUlNRqvnmPR3Uo4BQlIjl_22m7wpCbeg9j6lb70NlIGMtLNY7UKREjFHi6kfQI7TFzdMh5gD3aAI7Q3wOWURJpspKP8hGAbo9jYmvmy7_cNULoeR-xO2KdY0Xfu13h7u1unjyCkRnvac1A=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tiB-V-lv8ZM31Aq6z4R0W3SK74PdUBxihuvMLmmahZti3npsONFntXRy6c_p1xRQNBzbAMZssJhMHisy6p2cZrMah4yzkV1jMOJQ7C0mE9FLiToROuUYcj3E_yBvSoELNbCdnz-iZjxtNiqUz7qhN1RG5VccW65i4cjAYadIB_7NbQF4wzPt6eMxEy78kIOC3KqEufdwq9oKu5QZCFjYlm6ULIdldHtg=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_vTmc98PTlHJr0v-ojroL30X4pBU1Xa8UDCt0a3nDE9LjcWx_neioV_vGs328MMPP1DAN969dabaVBQdfiebUlNRqvnmPR3Uo4BQlIjl_22m7wpCbeg9j6lb70NlIGMtLNY7UKREjFHi6kfQI7TFzdMh5gD3aAI7Q3wOWURJpspKP8hGAbo9jYmvmy7_cNULoeR-xO2KdY0Xfu13h7u1unjyCkRnvac1A=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tiB-V-lv8ZM31Aq6z4R0W3SK74PdUBxihuvMLmmahZti3npsONFntXRy6c_p1xRQNBzbAMZssJhMHisy6p2cZrMah4yzkV1jMOJQ7C0mE9FLiToROuUYcj3E_yBvSoELNbCdnz-iZjxtNiqUz7qhN1RG5VccW65i4cjAYadIB_7NbQF4wzPt6eMxEy78kIOC3KqEufdwq9oKu5QZCFjYlm6ULIdldHtg=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_ux1QkUvAfJ_SGvV6np9-MpjqsECNbTr8mTRiBv22bwu4Hm9u0wvDeG42Ooff2PlGfWJ3omN_Y1AN5bQ-UzQ_Dfj8QLWsQatpjKKCuIp7fJHKDc33SR__awoc1q1U8r6Uc_fD3UNMSdbboimguO1cB28xYsBQklTykMKHZmGX8VWEr5QBUfwU3dod2aTD-MDuWVsRgzaTx7CV7FgdpEGgbyJeVIj_CDdg=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_ux1QkUvAfJ_SGvV6np9-MpjqsECNbTr8mTRiBv22bwu4Hm9u0wvDeG42Ooff2PlGfWJ3omN_Y1AN5bQ-UzQ_Dfj8QLWsQatpjKKCuIp7fJHKDc33SR__awoc1q1U8r6Uc_fD3UNMSdbboimguO1cB28xYsBQklTykMKHZmGX8VWEr5QBUfwU3dod2aTD-MDuWVsRgzaTx7CV7FgdpEGgbyJeVIj_CDdg=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_sOMesoEAiBhc-Gd9mHPJO8beSDykTZTOoeHC3wBfmyJQ2h2Tlcg_RpNPnTQqp8D_6nToiZST5bX33Rf1qM5azowBhGIR2KwDaZao0U7boQvewC6yCkf4XuFmzPBmgLBrjbd4pQ3EysiJxoc6uvEDz4zOcbRkVuDfEKF2ncOqjBM7xak7xjG6G5iwGuSQwpmw--Ps6PqSALt3F7870p-4cWC-88nMv6kg=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_tqDSQpM_9nE0aXCrcRz9lJCPkszaSnvJqTbxjwzntQxlsbmhCKEZmxpYvAGzXY8BUsU4m5FSIojb2VOphRWBQNENB2FGbBR5tf-gGT_jOh-cyloXtJVtloT1hDHLCkfgt4WCt40p4BR7LgqQ8cxhkQKI8rrO9NBmCOyYeQQEfvzsUArkORXQGwUF1K4SQOPsIUh6vMmbNR6ACjgpJNFPdlgNksnHR6Rw=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_t_uEwVYuWp_aFhxogVoTqD2xANd0kZ8SJ3La0BLxJwOJkaq2BKTsdGDQrPfa_XGhottgFltQM3KjmT3rPxkCiDRrDB2WMoITp3slhBNfWd6F_VKTEQxkhjLNE7zoPF6VBf41ybEhRJBzSwsoiTAABA4BEe4dOVVZt8bFtDCXBz_Ap5g39UoRXMvurRZ2_rXRZSbvo_P9ecxQ1hTFs4vtqeFGfLlxlekQ=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tqDSQpM_9nE0aXCrcRz9lJCPkszaSnvJqTbxjwzntQxlsbmhCKEZmxpYvAGzXY8BUsU4m5FSIojb2VOphRWBQNENB2FGbBR5tf-gGT_jOh-cyloXtJVtloT1hDHLCkfgt4WCt40p4BR7LgqQ8cxhkQKI8rrO9NBmCOyYeQQEfvzsUArkORXQGwUF1K4SQOPsIUh6vMmbNR6ACjgpJNFPdlgNksnHR6Rw=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).