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_teqQXrJMdend-M2W4Q2sh-mCVvFZsvDhUC144lWNNokCQKFQUS7yzY_19h0ceQmk9e2XdPLzv6uYJQJIPgfPOTaGTb52N13EzA4Ce-6gSZlH5VoyTa5Fq-1n74-vR30zQuGN9xBaiFK5SGVKR3s-Y5IwZbdF0zKzQky9R7WADgygiRCVDy5kXCOAs4Fo2W55r1v-Qo13uR-nDOFzyNM4qXs3mCOVTzuQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tpr3dN1SgaqaWr0S8fq9WiJJMYtPSfsK0wcrsoU0uXZomUmU2ipf-sbnpHz57Leouu33eavcE3YXeXH-SUoEq-yiO-mv2qa8FcjIehkMnPxibxudW7aqHm6Am9hs54lNVBQ2DlfE12kyfxfJaUxhiuRb2TAvbjqg9DFRGCalAhm-Vtro_f62z-BQ5Xg-0B5a6eO53CxTNfIqjRkqZr--nK1vtfQID2AA=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_teqQXrJMdend-M2W4Q2sh-mCVvFZsvDhUC144lWNNokCQKFQUS7yzY_19h0ceQmk9e2XdPLzv6uYJQJIPgfPOTaGTb52N13EzA4Ce-6gSZlH5VoyTa5Fq-1n74-vR30zQuGN9xBaiFK5SGVKR3s-Y5IwZbdF0zKzQky9R7WADgygiRCVDy5kXCOAs4Fo2W55r1v-Qo13uR-nDOFzyNM4qXs3mCOVTzuQ=s0-d)
tal que

y

para
![$x \in
]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tpr3dN1SgaqaWr0S8fq9WiJJMYtPSfsK0wcrsoU0uXZomUmU2ipf-sbnpHz57Leouu33eavcE3YXeXH-SUoEq-yiO-mv2qa8FcjIehkMnPxibxudW7aqHm6Am9hs54lNVBQ2DlfE12kyfxfJaUxhiuRb2TAvbjqg9DFRGCalAhm-Vtro_f62z-BQ5Xg-0B5a6eO53CxTNfIqjRkqZr--nK1vtfQID2AA=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_uOHkP0QxvagiHkE5Eepf1ErsBZk52Zi_RRcHquvd-W8uP0K6FhYukE3fPKGELJ7L-HxpEPqDxcJzBNx5zeSDjJBi_mR1QdZ_DJeRm4maLBgRwDDZ5K0Ia8c6MGB_g3GdX0lqwkYReHRxQzE_j6cfkFAb-ATsLnAV2sGyznaP1fCLqAW9LSxucWDaoCSj7128EpZ5Chr6NPFtpOs--Ha341MMQCuieWXA=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_uOHkP0QxvagiHkE5Eepf1ErsBZk52Zi_RRcHquvd-W8uP0K6FhYukE3fPKGELJ7L-HxpEPqDxcJzBNx5zeSDjJBi_mR1QdZ_DJeRm4maLBgRwDDZ5K0Ia8c6MGB_g3GdX0lqwkYReHRxQzE_j6cfkFAb-ATsLnAV2sGyznaP1fCLqAW9LSxucWDaoCSj7128EpZ5Chr6NPFtpOs--Ha341MMQCuieWXA=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_sU4hoGbbEqlZHsy2Pf4Y87UNuivytuLlBv-fiMh-IHV30pZi7OlvGEWVtEA0AfgRCFwTCnyPw6qaTcP1xw0z01zD7zGECEETnoRjHlnAHrfuNWyQtsJSxlv1Y0NpW3bGz-1vreIgHq6_WW1wmzbPGfOJ6CRJ_VLaCIYlVD0JoeKRatus0d9W8xtLwQL3nmUm2OD_zHU2AfyxaCTfRujly-OolsqqVQoA=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_vqGKlyd6_QLapfkwSYIzGwl1BbJQV3G9lRLd7GgwcUHs_WubnhFj1UmQAOK54SCzZfEIY3NgcLjx3TjVC4crOSFvsfiR94HK1tjsie7B6IiUwC0Go_Wgy4tb-wOFz0ZZIuveJnoLuWaVURAd7zB8mjzuKCZv_PtM87ubdksMvFecWTFbeVwVGYW7uCCOYBBmqYtpoDtsslrdL_vmYPB1saB3jg577evA=s0-d)
, o si
![$k=]-\infty,b]$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_t49hlg_hc5Qp4u0EKki6rZQJllz97SevfJ2HKwZlBtzkXM9iJlbsB5urVedSTHTDmucZFDE_eyg1M8Nd6WGSqWPIyH0UQra3LdeofkCijj1uEog6JiPHXRKufo7lMkZjxHjIUEXhQr1qxBayISv_V60SYeaEv8dgNQT8Bq1weJzAgIdQo8MWjCYysoEs-VlXLa4RKM4OhhnlQ_dYwCPok78S9TGHIpPA=s0-d)
entonces "
b" es un valor crítico. Si
![$k=]a,b[$](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vqGKlyd6_QLapfkwSYIzGwl1BbJQV3G9lRLd7GgwcUHs_WubnhFj1UmQAOK54SCzZfEIY3NgcLjx3TjVC4crOSFvsfiR94HK1tjsie7B6IiUwC0Go_Wgy4tb-wOFz0ZZIuveJnoLuWaVURAd7zB8mjzuKCZv_PtM87ubdksMvFecWTFbeVwVGYW7uCCOYBBmqYtpoDtsslrdL_vmYPB1saB3jg577evA=s0-d)
, entonces ni "
a" ni "
b" son valores críticos (note que los valores extremos de un intervalo abierto no son elementos del intervalo).