从三个中值定理理解科学创新的思路与方法

从罗尔定理的发现可以看出,这个定理其实很简单,就是当有一段弧线其起点和终点完全相等的时候,那么,这段弧线的中间,一定存在一个点,这个点的切线和X轴平行,也和直线
AB平行。我们知道,导数等于0的点,其实就是极值点。由于AB两点的纵坐标相等,所以这段弧线如果有向上增加的过程,就必然有下降的过程,也就是必然存在至少一个这样的极值点。



从上面拉格朗日中值定理的推导过程可以看出,与罗尔定理的差别仅仅在于改变了弦线AB的方向,从而证明的问题也变成了在弧线上查找一个点,这个点的切线方向还是和AB平行。


从上面的证明过程可以看出,拉格朗日定理还是套用了罗尔定理的条件,即两个端点的函数值相等。为了达到这个目的,拉格朗日构造了一个在端点处自己减自己的函数,因为A,B两点同时既属于f(x),又属于直线AB,从而保证了这个辅助函数在两个端点处满足罗尔定理的条件,两者函数值相等并且都等于0。



柯西中值定理则是在拉格朗日的基础上,进一步将这种情况拓展到了参数方程。
从罗尔中值定理到拉格朗日和柯西,我们可以清晰地看到科学创新的轨迹:
1:后者和前者一样,都是证明曲线上存在某个点和弦AB平行;
2:后者创造条件也要满足罗尔定理的端点条件。
所以后者是在前者的基础上,根据实际情况的需要,通过改变前人已有成果的应用条件和领域,从而得出一个有意义的创新成果。