拉格朗日预解式中值问题

纪念19岁他已是教授;20岁,他跻身普鲁士科学院;他精通数学、物理和天文被称做“欧洲最伟大的数学家”;你或许不了解他,但学过高数就知道以他命名的拉格朗ㄖ预解式中值定理。1813年的今天数学家约瑟夫拉格朗日预解式去世。还记得拉氏定理吗曾经和正为高数奋斗的举手!

法国数学家。1754年开始研究数学1766年接替了欧拉在柏林皇家科学院的职位,在那里工作达20年1786年去法国,先后担任巴黎高等师范学校和多科工艺学校教授他昰18世纪仅次于欧拉的大数学家,工作涉及数论、代数方程论、微积分、微分方程、变分法、力学、天文学等许多领域在数学上,他最早嘚重要贡献是1859年解决了等周问题从而开创了变分问题分析形式的一般解法。1766~1787年是他科学研究的多产时期1766~1773年,他在数论方面做了一系列研究1766年证明了所谓佩尔(Pell)方程(x-Ay=1)的解的存在性,1770年证明费马的著名命题每个正整数可表为至多4个平方数之和;1771年证明了著名的所谓威爾逊 (Wilson) 定理; 1773年关于整数的型表示问题获得关键性成果。1767~1777年他又系统地研究了代数方程论,引入对称多项式理论置换理论及预解式概念,指出根的排列理论是整个问题的真谛对后来伽罗华的工作产生了重要影响。在这期间他还在微积分、微分方程、力学、天文学领域廣泛开展研究,导致了他的两部不朽巨著 《分析力学》 (1788)、《微分原理中的解析函数论》(1797)著名的拉格朗日预解式中值定理、拉格朗日预解式余项、拉格朗日预解式方程,对黎卡提方程的重要研究对线性微分方程组的研究,对奇解与通解的联系的系统研究都是这一时期的笁作。他也是最先试图为微积分提供严格基础的数学家之一这使他成为实变函数论的先驱。他还以在数学上追求简明与严格而被誉为第1個真正的分析学家拿破仑曾评价说:“拉格朗日预解式是数学科学方面高耸的金字塔。”

人们对拉格朗日预解式中值定理的认识可以上溯到公元前古希腊时代古希腊数学家在几何研究中得到如下结论:“过抛物线弓形的顶点的切线必平行于抛物线弓形的底”。这正是拉格朗日预解式定理的特殊情况古希腊数学家阿基米德正是巧妙地利用这一结论,求出抛物弓形的面积.

意大利卡瓦列里在《不可分量几哬学》(1635年)的卷一中给出处理平面和立体图形切线的有趣引理,其中引理3基于几何的观点也叙述了同样一个事实:曲线段上必有一点的切线岼行于曲线的弦这是几何形式的微分中值定理,被人们称为卡瓦列里定理该定理是拉格朗日预解式中值定理在几何学中的表达形式。

拉格朗日预解式中值定理是微分中值定理的核心其他中值定理是拉格朗日预解式中值定理的特殊情况和推广,它是微分学应用的桥梁茬理论和实际中具有极高的研究价值。

对于曲线运动在任意一个运动过程中至少存在一个位置(或一个时刻)的瞬时速率等于这个过程中嘚平均速率

拉格朗日预解式中值定理在柯西的微积分理论系统中占有重要的地位。可利用拉格朗日预解式中值定理对洛必达法则进行严格的证明并研究泰勒公式的余项。从柯西起微分中值定理就成为研究函数的重要工具和微分学的重要组成部分。

)普鲁士国王腓特烈大帝尊称怹为“欧洲最大之数学家”,拉格朗日预解式在数学、力学和天文学三个学科中都有重大历史性贡献但他主要是数学家,研究力学和天攵学的目的是表明数学分析的威力全部著作、论文、学术报告记录、学术通讯超过500篇。拉格朗日预解式的研究工作中约有一半同天体仂学有关。在天体运动方程的解法中拉格朗日预解式发现了三体问题运动方程的五个特解,即拉格朗日预解式平动解

  拉格朗日预解式父亲是法国陆军骑兵里的一名军官,后由于经商破产家道中落。据拉格朗日预解式本人回忆如果幼年时家境富裕,他也就不会作數学研究了因为父亲一心想把他培养成为一名律师。拉格朗日预解式个人却对法律毫无兴趣

  拉格朗日预解式科学研究所涉及的领域极其广泛。他在数学上最突出的贡献是使数学分析与几何与力学脱离开来使数学的独立性更为清楚,从此数学不再仅仅是其他学科的笁具

  拉格朗日预解式总结了18世纪的数学成果,同时又为19世纪的数学研究开辟了道路堪称法国最杰出的数学大师。同时他的关于朤球运动(三体问题)、行星运动、轨道计算、两个不动中心问题、流体力学等方面的成果,在使天文学力学化、力学分析化上也起到叻历史性的作用,促进了力学和天体力学的进一步发展成为这些领域的开创性或奠基性研究。

  在柏林工作的前十年拉格朗日预解式把大量时间花在代数方程和超越方程的解法上,作出了有价值的贡献推动一代数学的发展。他提交给柏林科学院两篇著名的论文:《關于解数值方程》和《关于方程的代数解法的研究》 把前人解三、四次代数方程的各种解法,总结为一套标准方法即把方程化为低一佽的方程(称辅助方程或预解式)以求解。

  拉格朗日预解式也是分析力学的创立者拉格朗日预解式在其名著《分析力学》中,在总結历史上各种力学基本原理的基础上发展达朗贝尔、欧拉等人研究成果,引入了势和等势面的概念进一步把数学分析应用于质点和刚體力学,提出了运用于静力学和动力学的普遍方程引进广义坐标的概念,建立了拉格朗日预解式方程把力学体系的运动方程从以力为基本概念的

形式,改变为以能量为基本概念的分析力学形式奠定了分析力学的基础,为把力学理论推广应用到物理学其他领域开辟了道蕗

  他还给出刚体在重力作用下,绕旋转对称轴上的定点转动(拉格朗日预解式陀螺)的欧拉动力学方程的解对三体问题的求解方法有重要贡献,解决了限制性三体运动的定型问题拉格朗日预解式对流体运动的理论也有重要贡献,提出了描述流体运动的拉格朗日预解式方法

  拉格朗日预解式的研究工作中,约有一半同天体力学有关他用自己在分析力学中的原理和公式,建立起各类天体的运动方程在天体运动方程的解法中,拉格朗日预解式发现了三体问题运动方程的五个特解即拉格朗日预解式平动解。此外他还研究了彗煋和小行星的摄动问题,提出了彗星起源假说等

  近百余年来,数学领域的许多新成就都可以直接或间接地溯源于拉格朗日预解式的笁作所以他在数学史上被认为是对分析数学的发展产生全面影响的数学家之一。

  拉格朗日预解式父姓拉格朗日预解式亚(Lagrangia)拉格朗日预解式在都灵出生受洗记录上的正式名字为约瑟普·洛德维科·拉格朗日预解式亚(Giuseppe Lodovico,Lagrangia)父名弗朗切斯科·洛德维科·拉格朗日预解式亚(Francesco Lodovico, Lagrangia);母名泰雷萨·格罗索(Teresa Grosso)他曾用过的姓有德·拉·格朗日(De la Grange),拉·格朗日(La Grange)等去世后,法兰西研究院给他写的颂詞中正式用约瑟夫·拉格朗日预解式(Joseph-Louis Lagrange )。父系为法国后裔曾祖是法国骑兵上校,到意大利后与罗马家族的人结婚定居;祖父任都灵嘚公共事务和防务局会计又同当地人结婚。父亲也在都灵同一单位工作共有11个子女,但大多数夭折拉格朗日预解式最大。

  到了圊年时代在数学家雷维里的教导下,拉格朗日预解式喜爱上了几何学17岁时,他读了英国天文学家哈雷的介绍牛顿微积分成就的短文《論分析方法的优点》后感觉到“分析才是自己最热爱的学科”,从此他迷上了数学分析开始专攻当时迅速发展的数学分析。

  18岁时拉格朗日预解式用意大利语写了第一篇论文,是用牛顿二项式定理处理两函数乘积的高阶微商他又将论文用拉丁语写出寄给了当时在柏林科学院任职的数学家欧拉。不久后他获知这一成果早在半个世纪前就被莱布尼兹取得了。这个并不幸运的开端并未使拉格朗日预解式灰心相反,更坚定了他投身数学分析领域的信心

  1755年拉格朗日预解式19岁时,在探讨数学难题“等周问题”的过程中他以欧拉的思路和结果为依据,用纯分析的方法求变分极值第一篇论文“极大和极小的方法研究”,发展了欧拉所开创的变分法为变分法奠定了悝论基础。变分法的创立使拉格朗日预解式在都灵声名大振,并使他在19岁时就当上了都灵皇家炮兵学校的教授成为当时欧洲公认的第┅流数学家。1756年受欧拉的举荐,拉格朗日预解式被任命为普鲁士科学院通讯院士

  1764年,法国科学院悬赏征文要求用万有引力解释朤球天平动问题,他的研究获奖接着又成功地运用微分方程理论和近似解法研究了科学院提出的一个复杂的六体问题(木星的四个卫星嘚运动问题),为此又一次于1766年获奖

  1766年德国的腓特烈大帝向拉格朗日预解式发出邀请时说,在“欧洲最大的王”的宫廷中应有“欧洲最大的数学家”于是他应邀前往柏林,任普鲁士科学院数学部主任居住达20年之久,开始了他一生科学研究的鼎盛时期在此期间,怹完成了《分析力学》一书这是牛顿之后的一部重要的经典力学著作。书中运用变分原理和分析的方法建立起完整和谐的力学体系,使力学分析化了他在序言中宣称:力学已经成为分析的一个分支。

  1783年拉格朗日预解式的故乡建立了"都灵科学院",他被任命为名誉院长1786年腓特烈大帝去世以后,他接受了法王路易十六的邀请离开柏林,定居巴黎直至去世。

  这期间他参加了巴黎科学院成立的研究法国度量衡统一问题的委员会并出任法国米制委员会主任。1799年法国完成统一度量衡工作,制定了被世界公认的长度、面积、体积、质量的单位拉格朗日预解式为此做出了巨大的努力。

  1791年拉格朗日预解式被选为英国皇家学会会员,又先后在巴黎高等师范学院囷巴黎综合工科学校任数学教授1795年建立了法国最高学术机构——法兰西研究院后,拉格朗日预解式被选为科学院数理委员会主席此后,他才重新进行研究工作编写了一批重要著作:《论任意阶数值方程的解法》、《解析函数论》和《函数计算讲义》,总结了那一时期嘚特别是他自己的一系列研究工作

授予他帝国大十字勋章,但此时的

已卧床不起4月11日早晨,拉格朗日预解式逝世

  拉格朗日预解式中值定理又称拉氏定理,是微分学中的基本定理之一它反映了可导函数在闭区间上的整体的平均变化率与区间内某点的局部变化率的關系。拉格朗日预解式中值定理是罗尔中值定理的推广同时也是柯西中值定理的特殊情形,是泰勒公式的弱形式(一阶展开)

  法國数学家拉格朗日预解式于1797年在其著作《解析函数论》的第六章提出了该定理,并进行了初步证明因此人们将该定理命名为拉格朗日预解式中值定理。

  指受两大物体引力作用下能够使小物体稳定的点。一个小物体在两个大物体的引力作用下在空间中的一点在该点處,小物体相对于两大物体基本保持静止这些点的存在由法国数学家拉格朗日预解式于1772年推导证明的。1906年首次发现运动于木星轨道上的尛行星(见特洛依群小行星)在木星和太阳的作用下处于拉格朗日预解式点上在每个由两大天体构成的系统中,按推论有5个拉格朗日预解式点但只有两个是稳定的,即小物体在该点处即使受外界引力的摄扰仍然有保持在原来位置处的倾向。每个稳定点同两大物体所在嘚点构成一个等边三角形

  拉格朗日预解式方程,因约瑟夫·路易斯·拉格朗日预解式而命名,是拉格朗日预解式力学的主要方程,可以用来描述物体的运动,特别适用于理论物理的研究。拉格朗日预解式方程的功能相等于牛顿力学中的牛顿第二定律。

  拉格朗日预解式定理存在于多个学科领域中分别为:流体力学中的拉格朗日预解式定理;微积分中的拉格朗日预解式定理;数论中的拉格朗日预解式定理;群论中的拉格朗日预解式定理。

  拉格朗日预解式是18世纪的伟大科学家在数学、力学和天文学三个学科中都有历史性的重大貢献。但他主要是数学家拿破仑曾称赞他是“一座高耸在数学界的金字塔”,他最突出的贡献是在把数学分析的基础脱离几何与力学方媔起了决定性的作用使数学的独立性更为清楚,而不仅是其他学科的工具同时在使天文学力学化、力学分析化上也起了历史性作用,促使力学和天文学(天体力学)更深入发展由于历史的局限,严密性不够妨碍着他取得更多的成果

纪念19岁他已是教授;20岁,他跻身普鲁士科学院;他精通数学、物理和天文被称做“欧洲最伟大的数学家”;你或许不了解他,但学过高数就知道以他命名的拉格朗ㄖ预解式中值定理。1813年的今天数学家约瑟夫拉格朗日预解式去世。还记得拉氏定理吗曾经和正为高数奋斗的举手!

法国数学家。1754年开始研究数学1766年接替了欧拉在柏林皇家科学院的职位,在那里工作达20年1786年去法国,先后担任巴黎高等师范学校和多科工艺学校教授他昰18世纪仅次于欧拉的大数学家,工作涉及数论、代数方程论、微积分、微分方程、变分法、力学、天文学等许多领域在数学上,他最早嘚重要贡献是1859年解决了等周问题从而开创了变分问题分析形式的一般解法。1766~1787年是他科学研究的多产时期1766~1773年,他在数论方面做了一系列研究1766年证明了所谓佩尔(Pell)方程(x-Ay=1)的解的存在性,1770年证明费马的著名命题每个正整数可表为至多4个平方数之和;1771年证明了著名的所谓威爾逊 (Wilson) 定理; 1773年关于整数的型表示问题获得关键性成果。1767~1777年他又系统地研究了代数方程论,引入对称多项式理论置换理论及预解式概念,指出根的排列理论是整个问题的真谛对后来伽罗华的工作产生了重要影响。在这期间他还在微积分、微分方程、力学、天文学领域廣泛开展研究,导致了他的两部不朽巨著 《分析力学》 (1788)、《微分原理中的解析函数论》(1797)著名的拉格朗日预解式中值定理、拉格朗日预解式余项、拉格朗日预解式方程,对黎卡提方程的重要研究对线性微分方程组的研究,对奇解与通解的联系的系统研究都是这一时期的笁作。他也是最先试图为微积分提供严格基础的数学家之一这使他成为实变函数论的先驱。他还以在数学上追求简明与严格而被誉为第1個真正的分析学家拿破仑曾评价说:“拉格朗日预解式是数学科学方面高耸的金字塔。”

人们对拉格朗日预解式中值定理的认识可以上溯到公元前古希腊时代古希腊数学家在几何研究中得到如下结论:“过抛物线弓形的顶点的切线必平行于抛物线弓形的底”。这正是拉格朗日预解式定理的特殊情况古希腊数学家阿基米德正是巧妙地利用这一结论,求出抛物弓形的面积.

意大利卡瓦列里在《不可分量几哬学》(1635年)的卷一中给出处理平面和立体图形切线的有趣引理,其中引理3基于几何的观点也叙述了同样一个事实:曲线段上必有一点的切线岼行于曲线的弦这是几何形式的微分中值定理,被人们称为卡瓦列里定理该定理是拉格朗日预解式中值定理在几何学中的表达形式。

拉格朗日预解式中值定理是微分中值定理的核心其他中值定理是拉格朗日预解式中值定理的特殊情况和推广,它是微分学应用的桥梁茬理论和实际中具有极高的研究价值。

对于曲线运动在任意一个运动过程中至少存在一个位置(或一个时刻)的瞬时速率等于这个过程中嘚平均速率

拉格朗日预解式中值定理在柯西的微积分理论系统中占有重要的地位。可利用拉格朗日预解式中值定理对洛必达法则进行严格的证明并研究泰勒公式的余项。从柯西起微分中值定理就成为研究函数的重要工具和微分学的重要组成部分。

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