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_tC8bWSBE-aKFKIz28hVbR8Fxv6lQL-Ho7W1LtnXOC3bzG--ZQqks4UDPBhw0m0KJeGi-rNk49yCwQh4LI8SXjrC_S_2L5SVlgEMwo94_yQBF6_C1QzWah0vUw_GuocxX4lpesjWrGD789xDrv4euZNbepTlQ5tDMnS5toABb0ysKsJ_BmdWAeGju_zt7Ssar9nagOwM6ZJPpICm7_BZRmWQURaJsN5AQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sSmrXJn_ojuPdYOob_8xA_Zax1UMVSAP0-JmSbVt236SOOvCrRe5TAgGCegAG9GUs5SVzJO7cI5JsqQQfdnqm2creWeZ343o0fXZ5cZpRj2XRfdG8thuhe2mQfI1lx4CNNQsdzwc9llmxt_VMZeddSPTTyxJle99nJZk9wilt6UirXaah3CBZKWB03jjsl-2i-Fj-33ieywC5Ggthc6dIyDh3ZDruvWw=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_tC8bWSBE-aKFKIz28hVbR8Fxv6lQL-Ho7W1LtnXOC3bzG--ZQqks4UDPBhw0m0KJeGi-rNk49yCwQh4LI8SXjrC_S_2L5SVlgEMwo94_yQBF6_C1QzWah0vUw_GuocxX4lpesjWrGD789xDrv4euZNbepTlQ5tDMnS5toABb0ysKsJ_BmdWAeGju_zt7Ssar9nagOwM6ZJPpICm7_BZRmWQURaJsN5AQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sSmrXJn_ojuPdYOob_8xA_Zax1UMVSAP0-JmSbVt236SOOvCrRe5TAgGCegAG9GUs5SVzJO7cI5JsqQQfdnqm2creWeZ343o0fXZ5cZpRj2XRfdG8thuhe2mQfI1lx4CNNQsdzwc9llmxt_VMZeddSPTTyxJle99nJZk9wilt6UirXaah3CBZKWB03jjsl-2i-Fj-33ieywC5Ggthc6dIyDh3ZDruvWw=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_sFgtrdwgiD9LrT0F6qyMmR76nOmQ3iTbDY2YWMQ4D9PU0bTdGnoJ1GN0vZLvEl1BC-ydP12hoeLUTCHlytNnypWsLHYsNYxXGer1x_ySu_oCBHGIt0eCL7bjY_M6AqOvr5lDcWOmWbOWTIifFF5-tfCHzMzi1oOtddCAZ3is8rZ3SzgRt_tuGpSRUkEkz44IiE-J4vO5YAKIvSaulX5zrK01LyZ1_uyg=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_sFgtrdwgiD9LrT0F6qyMmR76nOmQ3iTbDY2YWMQ4D9PU0bTdGnoJ1GN0vZLvEl1BC-ydP12hoeLUTCHlytNnypWsLHYsNYxXGer1x_ySu_oCBHGIt0eCL7bjY_M6AqOvr5lDcWOmWbOWTIifFF5-tfCHzMzi1oOtddCAZ3is8rZ3SzgRt_tuGpSRUkEkz44IiE-J4vO5YAKIvSaulX5zrK01LyZ1_uyg=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_vxs_9bByx-T-2qPdvF7Qm6AL9f9Gn7jZc9dIZjEBeW_zX5w-umXMJ0TuxFLSAuTxbVjSwEN_RmmGjzE66v6LOP7Jt1FVfDTzoVUvgDPgdLTVyuqON3XDOqzDgUx-ey4HAWV6Vs4H3rn_hxKhzQLzxVJ7DJGSy4Ia1injnKo_B187PKhEuGnzExCZX0kY9B192_ZKH2pwVHvP-cxi8gG1Gv_KZ6zYVVNQ=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_sd_gSbvhoExJCaNFg2j79emTdYxG5EtO7es1WDe28IYZqCU2H0iqna_77HM5xpha4rV-TpkhJHNyrl0XVsJ0wEe0aqoBOS3Ja9Uo42qGuftN7c00sZ6PMsT_OQcuL-hvz1CAUO-xV2yVslORzeoUIXcpldpGOgEoVA6Lrj5muszRY17rZn2kbYMlBy0DjiVrgBFNIzOo-iv_HFGy-acmb8EsvNSgjOhg=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vVE7GtqkSFXiuiQy6t2_rt7WSODwrmTUSVBbIBxVu0POuVnEuD4_v4flwUqxSDgv1M_DlHY8413n17qCgR9eAPv-ABCX2MStU3opqL9Ry1aTQ5ytJ2iS8AnhKtU8oqjJDsHSgzUdGDLSxbyMVR0NJ8tefqltyxRtA7Ayx4AFQgk9ffEZoj7NrA2NJ-2RRaIQKEkP5GgBR5EYKRqM1HbARCtyATYYnuhQ=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sd_gSbvhoExJCaNFg2j79emTdYxG5EtO7es1WDe28IYZqCU2H0iqna_77HM5xpha4rV-TpkhJHNyrl0XVsJ0wEe0aqoBOS3Ja9Uo42qGuftN7c00sZ6PMsT_OQcuL-hvz1CAUO-xV2yVslORzeoUIXcpldpGOgEoVA6Lrj5muszRY17rZn2kbYMlBy0DjiVrgBFNIzOo-iv_HFGy-acmb8EsvNSgjOhg=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).