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_uzSWJAyeu1lCl7NmMWJE15QCpqAa23Q2_A21paXQmu7YAgR0urfuJIBAJxMtd8-5hXl9zxYhpkfmVa34KyjICuJzdBKNTuRrW_jRN-ICaYeGEACRAFEMoyOcu9iyoefv-jZdFnQQVDUkducp16LQlOE5780idJc3UWUXAo3hjgqDztOxawFzhLjVKL4wJDeMlDiFajR8IzRSWy1q1CzxV_k84fUTQElw=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_t3IrpmzUhJ3_vpO9aak7y6Ae6lOVFIULYNkmGhPUfsi1o9W5DOXskJV1ivjmjhPRDbX2-Pc_Tgfw7C8jRt-sTNtIjrc-yhpPhqn36cOFow8osFka0czAQfn280ZTDyi9j9kT6VfJ95kTViB2uVSDA88hjB2XSOV-Fj_agBZsmc3MITSInam6Wsa0NNm6Kq-NLEnBveE9Lpn7C-ilQkjVI9adzP21aCWQ=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_uzSWJAyeu1lCl7NmMWJE15QCpqAa23Q2_A21paXQmu7YAgR0urfuJIBAJxMtd8-5hXl9zxYhpkfmVa34KyjICuJzdBKNTuRrW_jRN-ICaYeGEACRAFEMoyOcu9iyoefv-jZdFnQQVDUkducp16LQlOE5780idJc3UWUXAo3hjgqDztOxawFzhLjVKL4wJDeMlDiFajR8IzRSWy1q1CzxV_k84fUTQElw=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_t3IrpmzUhJ3_vpO9aak7y6Ae6lOVFIULYNkmGhPUfsi1o9W5DOXskJV1ivjmjhPRDbX2-Pc_Tgfw7C8jRt-sTNtIjrc-yhpPhqn36cOFow8osFka0czAQfn280ZTDyi9j9kT6VfJ95kTViB2uVSDA88hjB2XSOV-Fj_agBZsmc3MITSInam6Wsa0NNm6Kq-NLEnBveE9Lpn7C-ilQkjVI9adzP21aCWQ=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_tixwTfIbxSBJf67JvPqGuxIfJIwW5O2ukoM5CcOt2NgZmg9DmiOwfSSanaTfmKcVjKoPHN4-zvTs_Ynt3EjtbO_YOtfTzStxjRtNDmk55LWBM66HICoqnoWfWcZXMipjpV43tdAWwjzH0e1gyViZKbMCFUze-3yXEx3ZPmp3W6FyxR9ugICWYhZIRgjiUjAxG5mVzawNQhwoIjSbYpeM-HD-SJqL9UgA=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_tixwTfIbxSBJf67JvPqGuxIfJIwW5O2ukoM5CcOt2NgZmg9DmiOwfSSanaTfmKcVjKoPHN4-zvTs_Ynt3EjtbO_YOtfTzStxjRtNDmk55LWBM66HICoqnoWfWcZXMipjpV43tdAWwjzH0e1gyViZKbMCFUze-3yXEx3ZPmp3W6FyxR9ugICWYhZIRgjiUjAxG5mVzawNQhwoIjSbYpeM-HD-SJqL9UgA=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_tbhzT2cGIzVvh4D7rEPhuMJasahGcbxIBhvlfJai8tXsXRAUhy1Ye59H4OOGBf7mkcko3P9eVUyExj37kAqpS_71lB_uTFdWrYg8IZF_NuHQV4yApU_ZL7aQvCORKyu3p7GROznRiKNNzGYrfbiGG8CjHJTcUkR3b-jAmREVEwV-LyLo0BMeGqAyx0albo9ywq34z0KZZUDiclKYrCQqA7bMCNglzQ7w=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_tiRylbbNZg65PKKkOyO1JNoQA1CybK4ebSAbxpotytO_CEJNVANIvs-xu4oOfGemf9xVyocDe3EJbRR8KpkoIIcWHMZ5lzhzt2enFTwjh7CZk43Zs8xvHFy_2xTHH-1wIC0r30PieRL_HZFxB9j0Lhg4IN-ZKsVerR3kcqGod9QEw6r61vhESSsEoia7fdO-4hsYEtsGG0pNmiIBqyqJFWc4Ugw_Z5pw=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tElnoiRXgSNy8D0Cg8bYIYwman0V_fz1MMr2FVYOoDFF5dG1jqvbKfCCoExc2Hxu8cMyZcILvqGgKQcrUI6gZZd4mG1X09CPvOPj7IfI9F9BIwo5wUIZj_2l5tDGOPi87252vSByPqwGKupUIrdgyDA8CuH9-oeO1e4IUr9TZmLJV9MxQlPYJnPTH1eCePV1OmjmkX40WHMytqk7BAdiktTK5_fz8Lnw=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tiRylbbNZg65PKKkOyO1JNoQA1CybK4ebSAbxpotytO_CEJNVANIvs-xu4oOfGemf9xVyocDe3EJbRR8KpkoIIcWHMZ5lzhzt2enFTwjh7CZk43Zs8xvHFy_2xTHH-1wIC0r30PieRL_HZFxB9j0Lhg4IN-ZKsVerR3kcqGod9QEw6r61vhESSsEoia7fdO-4hsYEtsGG0pNmiIBqyqJFWc4Ugw_Z5pw=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).