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_vU9Z5XRFRSGEbH4ZrccED2D6KKjRw70jzXpLsz707hH9OjIa2nGSvbFoiNYyHWPJXK6ytlMGYa8H_CgTqL-5ae4XrERZc7wuSKZjPWayQOe1ZtaPXjO2bdByCHDcS7jHv9gDt_4q0vQvwdErBybQcdk2nZO-f6tkk0aXMUqiOVDSxGxPApWGWKuAY50mMqPouGj1W0jDcLA0KQvI_rxub30oop2BrSaQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vIGw4IAeao7SCt3TZB6s8v_pMHbKNlq2tJdltjPaTCkdgHqCz5AzvEe2LIJ8CK0XYUkjcQj3Fb-GS12KM1qByuONZCNH_1Fvk0VMgcy1fTDjX3QlvmtohKwPOLqwiTdmuNwhZWPk7kD94hh1sRYXndKhvFjRi0QVcpdWPbA9wSYsvEGEdLkbrrBL23s0JgZr_dyQ7vpvnmG8H_fSF6U0qDRAjCyDG5CA=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_vU9Z5XRFRSGEbH4ZrccED2D6KKjRw70jzXpLsz707hH9OjIa2nGSvbFoiNYyHWPJXK6ytlMGYa8H_CgTqL-5ae4XrERZc7wuSKZjPWayQOe1ZtaPXjO2bdByCHDcS7jHv9gDt_4q0vQvwdErBybQcdk2nZO-f6tkk0aXMUqiOVDSxGxPApWGWKuAY50mMqPouGj1W0jDcLA0KQvI_rxub30oop2BrSaQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vIGw4IAeao7SCt3TZB6s8v_pMHbKNlq2tJdltjPaTCkdgHqCz5AzvEe2LIJ8CK0XYUkjcQj3Fb-GS12KM1qByuONZCNH_1Fvk0VMgcy1fTDjX3QlvmtohKwPOLqwiTdmuNwhZWPk7kD94hh1sRYXndKhvFjRi0QVcpdWPbA9wSYsvEGEdLkbrrBL23s0JgZr_dyQ7vpvnmG8H_fSF6U0qDRAjCyDG5CA=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_vhm3fdioBTf6p5oXzxI9crmbyQ-s_hs_kDCZMo1Ga5x4WtMztzNELCNRcXD91irabLh1dEiWg8_DP-A8b0jU5iC-AsB7_WsPDwxPj4DurR-qhkfwOAJvOBfejW7Er5xezCRYZuLjicagtrkrpeKWg3VuAqKPgqGWBCjFo4DMYPXDR2hzUHJp0g9MXSCEe-370L1TBs5cnVJg6CjSMRGEAOKbrCU0slUQ=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_vhm3fdioBTf6p5oXzxI9crmbyQ-s_hs_kDCZMo1Ga5x4WtMztzNELCNRcXD91irabLh1dEiWg8_DP-A8b0jU5iC-AsB7_WsPDwxPj4DurR-qhkfwOAJvOBfejW7Er5xezCRYZuLjicagtrkrpeKWg3VuAqKPgqGWBCjFo4DMYPXDR2hzUHJp0g9MXSCEe-370L1TBs5cnVJg6CjSMRGEAOKbrCU0slUQ=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_vSLUgBbfD-3Ds8EmZ5I27u3ssaWl8u7Fb9udUDO6NjMDBJKk_cosuEgTpraO9D_XMaaoOLZd66DEqswFbPGNzM7dHpZDcWXFRVK6rW6eM4uFpfy6BUb9Y0zWnt6grzAhSdVa7MAAp-ppJpUypwUNIhQ8djMU5v9Oxe-H7orQno_EyU-g06t-Rh3pDwuDCnZ4_F1K2aD6kmcxoY9Fe3It54SW_9XkkHug=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_sFvpPa8sdZhJ17KktD1PeurJO9FCoNS1d7CT6GmvsdtLZVgqfZ3uDfZS2yBehyjADGyw-HR2P1LR7LkmSklZPfyiSJGhwFebPGJJ8s42KRUSGrzd9KB_idFLRQW4p8J3o5WF52njB0MjpAuBYXhd1-eXLloOh6fSpJYnHu2FULevNndbaSqka7Us2FGgtbifz91VT6vnhqHl8dE-Od2syZf4xwEJQacA=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vRj7CPFOckr6pISeJeKO8X8TjIoslL-568F07PnfZ-7vWuNLgj4ulIGdj1b2_i5zEQpy-6jPZ5pk1_opCwUT7dPhkg3m_miKw3h96umQ0RbBo7l3cjwtvTj9SR9jPzF8tO3PXUxRSfSlZl-1NBc8WbYfILD9km7YAb8iNUDSxVtrFLr9vsgtX7pPjB2466V2fiyQq5d6Ejzp-7r2wijaUej6zT5Hvlxg=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sFvpPa8sdZhJ17KktD1PeurJO9FCoNS1d7CT6GmvsdtLZVgqfZ3uDfZS2yBehyjADGyw-HR2P1LR7LkmSklZPfyiSJGhwFebPGJJ8s42KRUSGrzd9KB_idFLRQW4p8J3o5WF52njB0MjpAuBYXhd1-eXLloOh6fSpJYnHu2FULevNndbaSqka7Us2FGgtbifz91VT6vnhqHl8dE-Od2syZf4xwEJQacA=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).