Si f es una función dada, entonces es un valor máximo relativo de f, si existe un intervalo abierto tal que y para , 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 tal que y para , 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 , cuya representación gráfica es la siguiente:
Similarmente, es un valor mínimo relativo y es el mínimo absoluto de la función en .
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:
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:
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, el 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:
a. | , |
b. | , |
- 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.
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 es un extremo del intervalo k. |
En este último caso, si entonces "a" y "b" son valores críticos. Si o si entonces "a" es un valor crítico. Si , o si entonces "b" es un valor crítico. Si , entonces ni "a" ni "b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).