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拉格朗日和柯西的關(guān)系(柯西與拉格朗日的關(guān)系)

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1. 柯西與拉格朗日的關(guān)系

拉格朗日出生在意大利的都靈。由于是長子,父親一心想讓他學習法律,然而,拉格朗日對法律毫無興趣,偏偏喜愛上文學。

直到16歲時,拉格朗日仍十分偏愛文學,對數(shù)學尚未產(chǎn)生興趣。16歲那年,他偶然讀到一篇介紹牛頓微積分的文章《論分析方法的優(yōu)點》,使他對牛頓產(chǎn)生了無限崇拜和敬仰之情,于是,他下決心要成為牛頓式的數(shù)學家。

在進入都靈皇家炮兵學院學習后,拉格朗日開始有計劃地自學數(shù)學。由于勤奮刻苦,他的進步很快,尚未畢業(yè)就擔任了該校的數(shù)學教學工作。20歲時就被正式聘任為該校的數(shù)學副教授。從這一年起,拉格朗日開始研究“極大和極小”的問題。他采用的是純分析的方法。1758年8月,他把自己的研究方法寫信告訴了歐拉,歐拉對此給予了極高的評價。從此,兩位大師開始頻繁通信,就在這一來一往中,誕生了數(shù)學的一個新的分支——變分法。

1759年,在歐拉的推薦下,拉格朗日被提名為柏林科學院的通訊院士。接著,他又當選為該院的外國院士。

1762年,法國科學院懸賞征解有關(guān)月球何以自轉(zhuǎn),以及自轉(zhuǎn)時總是以同一面對著地球的難題。拉格朗日寫出一篇出色的論文,成功地解決了這一問題,并獲得了科學院的大獎。拉格朗日的名字因此傳遍了整個歐洲,引起世人的矚目。兩年之后,法國科學院又提出了木星的4個衛(wèi)星和太陽之間的攝動問題的所謂“六體問題”。面對這一難題,拉格朗日毫不畏懼,經(jīng)過數(shù)個不眠之夜,他終于用近似解法找到了答案,從而再度獲獎。這次獲獎,使他贏得了世界性的聲譽。

1766年,拉格朗日接替歐拉擔任柏林科學院物理數(shù)學所所長。在擔任所長的20年中,拉格朗日發(fā)表了許多論文,并多次獲得法國科學院的大獎:1722年,其論文《論三體問題》獲獎;1773年,其論文《論月球的長期方程》再次獲獎;1779年,拉格朗日又因論文《由行星活動的試驗來研究彗星的攝動理論》而獲得雙倍獎金。

在柏林科學院工作期間,拉格朗日對代數(shù)、數(shù)論、微分方程、變分法和力學等方面進行了廣泛而深入的研究。他最有價值的貢獻之一是在方程論方面。他的“用代數(shù)運算解一般n次方程(n4)是不能的”結(jié)論,可以說是伽羅華建立群論的基礎(chǔ)。

2. 柯西和拉格朗日的故事

約瑟夫·拉格朗日

外文名

Joseph-Louis Lagrange

別名

拉格朗日

性別

出生日期

1736年

去世日期

1813年4月10日

國籍

法國

出生地

意大利都靈

職業(yè)

數(shù)學家

物理學家

代表作品

《關(guān)于解數(shù)值方程》和《關(guān)于方程的代數(shù)解法的研究》

主要成就

拉格朗日中值定理等

數(shù)學分析的開拓者

3. 拉格朗日柯西歐拉

[拉格朗日(Lagrange)中值定理]若函數(shù)f(x)滿足條件:

(1)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù);

(2)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導,則在(a,b)內(nèi)至少存在一點ξ,使得

顯然,羅爾定理是拉格朗日中值定理當f(a)=f(b)時的特殊情形,拉格朗日中值定理是羅爾定理的推廣。

4. 拉格朗日是柯西的特例

在數(shù)學最優(yōu)化問題中,拉格朗日乘數(shù)法(以數(shù)學家約瑟夫·路易斯·拉格朗日命名)是一種尋找變量受一個或多個條件所限制的多元函數(shù)的極值的方法。這種方法將一個有n 個變量與k 個約束條件的最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為一個有n + k個變量的方程組的極值問題,其變量不受任何約束。這種方法引入了一種新的標量未知數(shù),即拉格朗日乘數(shù):約束方程的梯度(gradient)的線性組合里每個矢量的系數(shù)。

引入新變量拉格朗日乘數(shù),即可求解拉格朗日方程

此方法的證明牽涉到偏微分,全微分或鏈法,從而找到能讓設(shè)出的隱函數(shù)的微分為零的未知數(shù)的值。

5. 拉格朗日定理和柯西定理的關(guān)系

拉格朗日定理存在于多個學科領(lǐng)域中,分別為:流體力學中的拉格朗日定理;微積分中的拉格朗日定理;數(shù)論中的拉格朗日定理;群論中的拉格朗日定理。

正壓理想流體在質(zhì)量力有勢的情況下,如果初始時刻某部分流體內(nèi)無渦,則在此之前或以后的任何時刻中這部分流體皆為無渦。以某一起始時刻每個質(zhì)點的坐標位置(a、b、c),作為該質(zhì)點的標志。 如果在一個正整數(shù)的因數(shù)分解式中,沒有一個數(shù)有形式如4k+3的質(zhì)數(shù)次方,該正整數(shù)可以表示成兩個平方數(shù)之和。

6. 柯西和拉格朗日的恩怨

拉格朗日法是描述流體運動的兩種方法之一,又稱隨體法,跟蹤法。

是研究流體各個質(zhì)點的運動參數(shù)(位置坐標、速度、加速度等)隨時間的變化規(guī)律。綜合所有流體質(zhì)點運動參數(shù)的變化,便得到了整個流體的運動規(guī)律。

在研究波動問題時,常用拉格朗日法

7. 拉格朗日和柯西是一對

線性插值也叫兩點插值,已知函數(shù)y = f (x)在給定互異點x0, x1上的值為y0= f (x0),y1=f (x1)線性插值就是構(gòu)造一個一次多項式:P1(x) = ax + b,使它滿足條件:P1 (x0) = y0, P1 (x1) = y1

其幾何解釋就是一條直線,通過已知點A (x0, y0),B(x1, y1)。

線性插值計算方便、應(yīng)用很廣,但由于它是用直線去代替曲線,因而一般要求[x0, x1]比較小,且f(x)在[x0, x1]上變化比較平穩(wěn),否則線性插值的誤差可能很大。為了克服這一缺點,有時用簡單的曲線去近似地代替復雜的曲線,最簡單的曲線是二次曲線,用二次曲線去逼近復雜曲線的情形。

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