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_v_5bWjTpcJcwsTq55jvRuxApDoOGzE0j9_aIu1neeCGeoKYVNR8yZsisPE4llOvvOO0mnCKmOkmApKnZnJWLqxAnRph1W0vS-r3o2-s_Q1ZT57QLlnc-hpBolm5CBy-HZQ1sT9Pxd73l7uQwjV3qCVmS-_QuGQ1bdWY7BY207QQMN4pAsSW8WSlkXxVUC5fR9Zwjd5o0GKEL5XSybZFuPCtGgqAM3_zg=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uJF_vuJqbjz8Kb5jP0W5ipsURuWaPBh7A3cfyBeUUlGZ9Ifz1m3Vj-LeFMinXYVmV-gktc0NuYGV5WN8vLjUYNbFARjHseXiEmrVAA3P53-4ZB5semCeu5H4DpyAxJU-PvkC4_hUkobqlTegQCHkVSiEucqoaTqlgGxM2xPNpUuvV7UsPo_VARvtJc_ilyHk3IqU_VWWWyMthpGJHkumaZ9bDw3RcxEA=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_v_5bWjTpcJcwsTq55jvRuxApDoOGzE0j9_aIu1neeCGeoKYVNR8yZsisPE4llOvvOO0mnCKmOkmApKnZnJWLqxAnRph1W0vS-r3o2-s_Q1ZT57QLlnc-hpBolm5CBy-HZQ1sT9Pxd73l7uQwjV3qCVmS-_QuGQ1bdWY7BY207QQMN4pAsSW8WSlkXxVUC5fR9Zwjd5o0GKEL5XSybZFuPCtGgqAM3_zg=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uJF_vuJqbjz8Kb5jP0W5ipsURuWaPBh7A3cfyBeUUlGZ9Ifz1m3Vj-LeFMinXYVmV-gktc0NuYGV5WN8vLjUYNbFARjHseXiEmrVAA3P53-4ZB5semCeu5H4DpyAxJU-PvkC4_hUkobqlTegQCHkVSiEucqoaTqlgGxM2xPNpUuvV7UsPo_VARvtJc_ilyHk3IqU_VWWWyMthpGJHkumaZ9bDw3RcxEA=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_vj7bJk3aevkfYfR35BIc9qVfDY2r2neq57Vw6uxDon0D8TnToPdifX4fmKHslW-kIJM3KBY9EJAhgpvZS_5rvwji4b5ptpu1CDnDMdKtsLubUeYSQsAwwniNFQoOJWQIVmBh_YBxh1nbzpCfLpe2sbVSAeIsE8LLpCqQxhTB55aDpUQ2xoDvo3rNXt0GGN8pDlUMDsvq9gnUA418WzxsWbx_wH3uIlaQ=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_vj7bJk3aevkfYfR35BIc9qVfDY2r2neq57Vw6uxDon0D8TnToPdifX4fmKHslW-kIJM3KBY9EJAhgpvZS_5rvwji4b5ptpu1CDnDMdKtsLubUeYSQsAwwniNFQoOJWQIVmBh_YBxh1nbzpCfLpe2sbVSAeIsE8LLpCqQxhTB55aDpUQ2xoDvo3rNXt0GGN8pDlUMDsvq9gnUA418WzxsWbx_wH3uIlaQ=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_vfRy0RLLTqqp6rdCDtYgguPKqhcMkFNwsIj9TB67MT_LsNjCbWsc3jqWEgA6j9VWGMfPaItS-r3FGEXUi5fVEFqzXGSWvJSc4WWAHj1SBowiHCovlctHmKnQz6NiL5YFUt6vktXZNJWS8rXe3DYqCbJtw1DfQbx2matW08IEEcZqhS6jC84AB0tcrKIJlC3Lf-JCg1Pm4qvptCdantvcGffKI2pQtRow=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_tOL-PZPQKFK1nk7YxT7xpW0BXykAISv3Hkbw0HXrIWu_-Sr8ZylmlqXiOsy64VpO2b9NjRtVod3lORrb8PcocPNA6xIBtOHkB7AL-YgtyboXM5RbH9t-YC0j_miDsV8HRIR0qI5ALObXKEdgVihXuxK_G1XG3NJxs36iIaY-JaPFJbI5NknNd_qpseZpxdze32pkjmeyEWD2GwaweTc-Y_cGboZkMzPA=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tovuZrQlYywNNTPVM5FrMtg1EPkIPf-l5YclMAGwJVZOaIZ5Qt6x1sZwNSXfhpvzCG3bf_WYOXRqTK4lNbYr3fIsddmo8ATEydLwIg8_yGpt6_6jAicz-027BynpH1CwZMZD47kl9DE0c0X9NIiUj7zdqbNLvXjMiirdQhnUZ3P-csevhngEhhUsnrI4T9yOEinOnJ8cdqXihtVz527lrjMzEENLnoTA=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tOL-PZPQKFK1nk7YxT7xpW0BXykAISv3Hkbw0HXrIWu_-Sr8ZylmlqXiOsy64VpO2b9NjRtVod3lORrb8PcocPNA6xIBtOHkB7AL-YgtyboXM5RbH9t-YC0j_miDsV8HRIR0qI5ALObXKEdgVihXuxK_G1XG3NJxs36iIaY-JaPFJbI5NknNd_qpseZpxdze32pkjmeyEWD2GwaweTc-Y_cGboZkMzPA=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).