拉格朗日中值定理应用
拉格朗日中值定理应用如下:
拉格朗日中值定理是微分学理论中非常突出的成果,在理论和应用上都有着极其重要的意义。它沟通了函数与其导数的联系,因此很多时候可以从导数的角度来研究函数在其定义域上的性质。
拉格朗日中值定理的应用比罗尔中值定理和柯西中值定理的应用更加广泛,因为它对函数的要求更低,而且建立了函数增量、自变量增量及导数之间的联系,这为利用导数解决函数的相关问题提供了重要支撑。
总的来说,在研究函数的单调性、凹凸性以及求极限、恒等式、不等式的证明、判别函数方程根的存在性、判断级数的敛散性以及证明与函数差值有关的命题,以及计算未定式极限等方面,都可能会用到拉格朗日中值定理。
拉格朗日中值定理的几何意义也有较为广泛的应用。此外,拉格朗日中值定理的变形公式指出了函数与导数的一种关系,因此,可以利用这种关系研究函数的性质。
发展历程:
人类对微分中值定理的认识始于古希腊时代。当时的数学家们发现,过抛物线顶点的切线必平行于抛物线底端的连线,阿基米德还利用该结论求出了抛物线弓形的面积。这其实就是拉格朗日中值定理的特殊情形。
1635年,意大利数学家博纳文图拉卡瓦列里在《不可分量几何学》中描述:曲线段上必有一点的切线平行于曲线的弦,即卡瓦列里定理。它反映了微分中值定理的几何形式。
1637年,法国数学家皮耶德费马在《求最大值和最小值的方法》中给出了费马定理,即函数在极值点处的导数为零。
1691年,法国数学家米歇尔罗尔在《方程的解法》中给出了多项式形式的罗尔中值定理,后来发展成一般函数的罗尔定理,并且正是由费马定理推导而出。
1797年,法国数学家约瑟夫拉格朗日在《解析函数论》中首先给出了拉格朗日中值定理,并予以证明。它也是微分中值定理中最为主要的定理。