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_tk0lhAHHA1HRMj54P-xd_-2sS6GpwHJUB1N0p3NR9l_WqSyvRfL0TsBhVx84kfA9hqUJ9NfshhY33xIHD1NhGAOOvKaSEXI7Wc-EAp0Fqa5FFn7MG-LNGgCp-JNRiq2SC4mT6knhXYlh4luPu0PS0YYXmHZeYDAvShW1nO2QwS_crZF8zNgZrazv-XksFGYdFyNh5kgpmonUnE4DIfEhxIE0LZFNqQsw=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tERbg6cHD7HbzzWV9p2PR1-bKcsDZsoUsD-kaTD-oAB89ZNW07vddmfN699fV8WJkHC9AltI631NJu5zo_2neTSULFi5nYV1RNi2q2vJWH_nwLDj8Ukz-wM3EkOzc4J9_DknLzbXFfPjTk-m0YatFFxN408yfhfzgBDCXk9q4T17J27ePm1lmS1-1hHslCZ9cQzeOlNupak3HzRw1cfpe2l-IQPNK63g=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_tk0lhAHHA1HRMj54P-xd_-2sS6GpwHJUB1N0p3NR9l_WqSyvRfL0TsBhVx84kfA9hqUJ9NfshhY33xIHD1NhGAOOvKaSEXI7Wc-EAp0Fqa5FFn7MG-LNGgCp-JNRiq2SC4mT6knhXYlh4luPu0PS0YYXmHZeYDAvShW1nO2QwS_crZF8zNgZrazv-XksFGYdFyNh5kgpmonUnE4DIfEhxIE0LZFNqQsw=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tERbg6cHD7HbzzWV9p2PR1-bKcsDZsoUsD-kaTD-oAB89ZNW07vddmfN699fV8WJkHC9AltI631NJu5zo_2neTSULFi5nYV1RNi2q2vJWH_nwLDj8Ukz-wM3EkOzc4J9_DknLzbXFfPjTk-m0YatFFxN408yfhfzgBDCXk9q4T17J27ePm1lmS1-1hHslCZ9cQzeOlNupak3HzRw1cfpe2l-IQPNK63g=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_s4s4t2CigmI4s3F7JKtd34HpW5ltvNV4mwQFwGp0g32fEHGHcKmqahjquPDekWwD3NOEugkeNoNRpG8mF9wGirglRuag-8T-EwaHcbpCYLwXWEiHV3a3DN7VrqzRqG0nFfVLkdSKankelFcYaENmmJU-VcTtpPTZUBuhRcQ6xMyJnL3UhEqoe7Wg-NZLAJXcq08vQcclA8qU-1HBoZxfQivkYkbmMgwA=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_s4s4t2CigmI4s3F7JKtd34HpW5ltvNV4mwQFwGp0g32fEHGHcKmqahjquPDekWwD3NOEugkeNoNRpG8mF9wGirglRuag-8T-EwaHcbpCYLwXWEiHV3a3DN7VrqzRqG0nFfVLkdSKankelFcYaENmmJU-VcTtpPTZUBuhRcQ6xMyJnL3UhEqoe7Wg-NZLAJXcq08vQcclA8qU-1HBoZxfQivkYkbmMgwA=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_vjzkE9IEDlOP4UZMgZYPZRO8npiVx7kpJrDzb-gy3xkBuZxRKx646FUKA8kd4dq6d5Ylmn7q9MuPGdbil3RQIg4_BEr7h_WYr-xkiJhdSltA6gLiCAFWv0DK15xqmcKpM0kxsSrWmukj3GL83vfBccsXX9L_OpIiNUvmZLh6by3zeG8dTgHm_tTCeidZ3jlsL9CdVbXg3d96R2i9jdPk4DMJF4NyLX2Q=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_uBM1oCs_hOXe-yc5trIN1dLw0HOsvN6digTzsretw2mHbrfqU9aKECsC_cOiOzv_SfL--y8bo9Zm8e0aD1-Yk81DZfLkrQzkKl3XdrRHfL_WenRBAmlwcz7wDoVmfHlCsAYka2nnAKjj6T52rrWbxr_bbRoyuAXS_FgUjoly3Tvw0FTpf0JIONjhQaXxxukuSN9mvDRSmBrwaMHgwAiipDq5RzieopmA=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tXrpfSDJgd0TzfenRZvY8058-PRwZW0kowNauukzFxrV8qr-KpxT1qxsfX7653Fn7BtrXZRpgV8a2za_mfbG0Leyzw12NbemLjkhEA8PWys5z6VLYS0vfu_OqdFPkDJK1yw-L89ovX9Oh-evv8x1s1yobzgjnur5HuKP4vozaLLPc0Kd6os428XtiCPI-90XbGOhfq-U0i0-SFrCUnKEAV8HnbWdZqeQ=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uBM1oCs_hOXe-yc5trIN1dLw0HOsvN6digTzsretw2mHbrfqU9aKECsC_cOiOzv_SfL--y8bo9Zm8e0aD1-Yk81DZfLkrQzkKl3XdrRHfL_WenRBAmlwcz7wDoVmfHlCsAYka2nnAKjj6T52rrWbxr_bbRoyuAXS_FgUjoly3Tvw0FTpf0JIONjhQaXxxukuSN9mvDRSmBrwaMHgwAiipDq5RzieopmA=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).