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_tP_AzcL3RvbTBY0sTz6v6DCM0XV_UJC0GXEJ9WAzXyZORMxH8Lz-eqlasO7-zjrd6HZG83Cs0l2qL6qcOOHT2SCBBfo4AbVGck-hAvvz0ObY18FOJC5sLHwP55g_QXveedvCumI-WgYSgA1aNwm9VqOorAFeDX33DZQ_QjJyno6P7epfvP5BeyqaYm7Eypc24b6TEaqsO3RTWLjRbmYg8F35-Y_CwvKQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uj7JT4_CiL16_-ioI9tueASp5T3x1F_9iNINeOj8DcMArjaegv-SQn9i7ZzmxLHsnb3RE9phyFrGFhjp28AoEb4SzHj86p8Hyd8hTXwPzAlihyC6EHMFYBFFgFwRNAjChnHckWZ2bmzmZJIBqqJRZfzNdJOs4-wldIGr1NdbqctmT41zRdRWiHvR3Oj6DiTcGd0UWLh37fn2-23WUN0KXrRaC7jI2QNQ=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_tP_AzcL3RvbTBY0sTz6v6DCM0XV_UJC0GXEJ9WAzXyZORMxH8Lz-eqlasO7-zjrd6HZG83Cs0l2qL6qcOOHT2SCBBfo4AbVGck-hAvvz0ObY18FOJC5sLHwP55g_QXveedvCumI-WgYSgA1aNwm9VqOorAFeDX33DZQ_QjJyno6P7epfvP5BeyqaYm7Eypc24b6TEaqsO3RTWLjRbmYg8F35-Y_CwvKQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uj7JT4_CiL16_-ioI9tueASp5T3x1F_9iNINeOj8DcMArjaegv-SQn9i7ZzmxLHsnb3RE9phyFrGFhjp28AoEb4SzHj86p8Hyd8hTXwPzAlihyC6EHMFYBFFgFwRNAjChnHckWZ2bmzmZJIBqqJRZfzNdJOs4-wldIGr1NdbqctmT41zRdRWiHvR3Oj6DiTcGd0UWLh37fn2-23WUN0KXrRaC7jI2QNQ=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_uvfWbwCisuJ0TvMKCGPSbcUDbbg3L_GpOXTe2Y-nXE1JeuH4MT8BhJmFoXW9eXItD-oQlK4LsJ6i-65tOz2GqHANqG0MdYM6DHqlcH1hQnZprsWPdkSnFtgXBPiqAUhZ606ky1sOP7nl3N8--fcLkLzttUtrdC3_IEyQaJR8aClaDs1_7HoUhg6BkiFbyQTnNUW2hX3JRk10Hfoc8zecdSnxuGI0QDcg=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_uvfWbwCisuJ0TvMKCGPSbcUDbbg3L_GpOXTe2Y-nXE1JeuH4MT8BhJmFoXW9eXItD-oQlK4LsJ6i-65tOz2GqHANqG0MdYM6DHqlcH1hQnZprsWPdkSnFtgXBPiqAUhZ606ky1sOP7nl3N8--fcLkLzttUtrdC3_IEyQaJR8aClaDs1_7HoUhg6BkiFbyQTnNUW2hX3JRk10Hfoc8zecdSnxuGI0QDcg=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_tI30zkJOMQv3vVG7Le5cm2H98_IYaxaeO-74aojfLmbr7m5X2Hwo2WGisB0U3Bma6GW3qd7YmpmyjS39EdWVldmJlbrWqAvd4gE7uLtD4ANCVevSyMN53ghRszD_KaY8KRwJU8f_mJkooX8FbZA8JALa4r-sceTywl0Gh5sriIrvSIDrunBfXuYRX6Mm7be2Bdx87wRNbrMvupTBhjhQ6tDGovmVETJA=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_ti6st3malTkPp87xJIKXToDQawtMHWjblFWd6TEjLezarwVP9F52DFWmcI1elNaLRrKQF72cv9cZM8-2FpP-tax4x8P3X0_BXgoUAsGsvADXO9AEpqQ5J5DzcSEmumpPR5vx12-MxrB9B5bSybvPB2m-O9yD0hm_GpBo4MRem4cA-QyNXT6gdvORk496O1HVCiUA_qxDzCyWcfAEAICXDGaYAABFhKsQ=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tXoupPJ2WG6j83nZ5E9vB1Nz1jPztXgPVipdaEkq5wlJf7EhuPOcE4PO3b98gQXaHaiwd504LzxMlJ7RSs6WRAkO3hGt0pc6qPM99bmIkUdvhvwuYOdQGEdlve1BLNy0TTNYvsgQwaV324kDny4HVQ3pjJjFumZZGTaaQWWIagfk-AgR1flNFHnCULo5nsjF4kNevOfIRRrgjt-DEZP0IVrhLW6cVkRg=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_ti6st3malTkPp87xJIKXToDQawtMHWjblFWd6TEjLezarwVP9F52DFWmcI1elNaLRrKQF72cv9cZM8-2FpP-tax4x8P3X0_BXgoUAsGsvADXO9AEpqQ5J5DzcSEmumpPR5vx12-MxrB9B5bSybvPB2m-O9yD0hm_GpBo4MRem4cA-QyNXT6gdvORk496O1HVCiUA_qxDzCyWcfAEAICXDGaYAABFhKsQ=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).