質問:
平均値の定理を最初に証明したのは誰ですか?
Mikhail Katz
2016-06-21 20:22:57 UTC
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平均値の定理、つまり勾配が区間全体の平均勾配に等しい中間点の存在を最初に証明したのは誰ですか?

関連:http://mathoverflow.net/questions/184358/what-did-rolle-prove-when-he-proved-rolles-theorem。したがって、確かにロールはそれをしませんでした、そしてどんな証明も1691年以降でなければなりませんでした(平均値の定理を証明することはロールが特別な場合として自動的に証明されたので)。答えは、人々が厳密な証明と考えるもの、および実数システムが数学的な精度でいつ定式化されたかについての歴史的判断に依存する可能性があるため、質問に対する明確な答えがない場合があります。
この記事:http://abesenyei.web.elte.hu/publications/meanvalue.pdf:長い(そしてかなり反復的な)歴史を与えますが、多くの異なる言語をよく理解する必要があります。
NickRによって投稿されたpdfリンクの関連部分はセクション9のようです。
@NickR,は、少し詳しく説明して、*コメント*を*回答*としてフォーマットしますか?
@MikhailKatz私はあなたの要求に従って答えを投稿しました。関連する証拠の著者に関するBesenyeiの論文の潜在的な曖昧さを解消するために必要だった追加の参照に注意してください。
二 答え:
Nick
2016-06-22 23:02:56 UTC
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リンクされた論文の詳細を要求するコメントによると:

Besenyeiの論文は、ロルの定理が一般的な形に発展した歴史から始まります。これに続いて、MVTに相当し、コーシー、ボンネット、セレット、ディニ、ハーナックなどに起因するロルの定理のさまざまな一般化の歴史があります。

Besenyeiの論文を見ると、最初はジョセフアルフレッドセレットが最初にその結果を現代の形で述べて証明したように見えますが、そうではありません。以下を参照してください。 1868年のSerretの Cours de calcu infinitesimal から定理I(翻訳)として:

$ f(x)$を$ x $の関数とし、与えられた2つの制限の間の$ x $の値であり、これらの値に対して、明確に決定された導関数$ f '(x)$があります。 $ x_0 $と$ X $がこれらの同じ制限の間の$ x $の2つの値を表す場合、次の$$ \ frac {f(X)-f(x_0)} {X-x_0} = f '(x_1)$$ $ x_1 $は$ x_0 $から$ X $の間の値です。

Besenyeiの論文には関連する証拠が含まれていません。

これは11/15と表示されているページ(右下隅)-PDFドキュメントの83/152ページ。

ただし、 Renaud Chorlayによるこの論文によると、Serretはここで単にBonnetの証明を述べています。 (PDFドキュメントの16ページ中7ページを参照してください。)したがって、誰が最初にMVTを最新の形式で証明したかについての正解は、ピエールオシアンボンネットのようです。ルノー・セシャンの論文は、ボンネットの証拠を示しているようです。

この結論は、コーシーを現代で最初に述べたと認めている MVTのウィキペディアエントリに反しているようです。形。ただし、CauchyのMVTのステートメントは、実際にはMVTを拡張して、$$ \ frac {f(b)-f(a)} {g(b)-gを示す2つの異なる連続関数$ f $と$ g $を処理します。 (a)} = \ frac {f '(c)} {g'(c)} $$であり、MVTのSerret / Bonnetバージョンよりも前のものです。


編集強い>

ミハイルが彼のコメントで指摘しているように、ベセニェイの論文で明らかなように、正解は実際にはコーシーです。コーシーは、MVTを述べる両方の形式を提供します。

(1)Besenyeiが指摘しているように、コーシーは両方の形式の定理を与えました。 (2)Besenyeiが指摘するように、SerretはBonnetの証拠を提示しました。
@MikhailKatz私は確かに盲目でなければなりません! Besenyeiの論文を再検討すると、確かに、それは日と同じくらい明白です、Cauchyは確かに両方の形式を与えます。また、Bonnetのエントリの下にインデントされたSerretのステートメントのBesenyeiのプレゼンテーションはほぼ同じくらい明確です。間違っていても、答えてくれてありがとう!
(Chorlayの論文へのリンクが壊れているようです。)
はい、それは非常に奇妙です。 [Chorlayの論文](http://cerme8.metu.edu.tr/wgpapers/WG1/WG1_Chorlay.pdf)への代替リンクは次のとおりです-おそらく元のリンクの代替バージョン??。壊れたリンクも編集します。
コーシーの証明がどれほど堅実であり、彼が正確にどのような仮説(微分可能性、$ C ^ 1 $など)を利用しているかを見るのは興味深いでしょう。
ラグランジュの定理よりも堅実ではないようです。グラビナーによれば、デュガックは「アンペア(1806)とコーシー(1823)による証明をレビューし、ラグランジュの証明への依存を示しています」。
Francois Ziegler
2018-04-22 00:43:45 UTC
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ラグランジュThéoriedesfonctionsanalytiques では、「ラグランジュの余りがあるテイラーの定理」の最初のケースとして、定理は白地に黒です。 」(1797、 §§51–53):

したがって、$ z = 1 $に対する数量$ P $の値[つまり、$ \ frac {f(x)\-\ f(0)} x $]は$ f'u $として表すことができ、$ u $は$ 0 $から$ x $の間の量です。同様に(...)

52。その単純さと一般性において注目に値するこの新しい定理が最終的に得られると、$ u $によって未知の量を示しますが、$ 0 $と$ x $の制限の間に含まれ、$ x $と任意の関数を連続して開発できます。 $ x $の累乗に応じた他の量、したがって(...)\ begin {align} f(z + x)& = fz + x \、f '(z + u)、\\ & = fz + x \、f'z + \ frac {x ^ 2} 2 \、f ''(z + u)、\\ & = fz + x \、f'z + \ frac {x ^ 2} 2 \、f ' 'z + \ frac {x ^ 3} {2.3} \、f' ''(z + u)、\\ & \ \ \ & \ mathrmc。\ end {align}

ラグランジュはまた、彼の次の本(1798、 pp。166、175)で「ロール」ケースを詳しく説明しています。

最大値の考察と minima により、スターリングは3次と4次の実根を数え、境界を定める方法に導きました。これは、オイラーが微分計算で一般化した[ §298]。この方法は、基本的に、ロルの(... :)

方程式$ \ mathrm F \、x = 0 $の2つの連続する実根の間に、方程式の実根が常に存在することになります。 $ \ mathrm F'x = 0 $。

それで、私はCauchyへの受け入れられた帰属に疑問を投げかけます(Wikipedia 2007 2016)—もちろん、それはすべて、「最初に証明する」どのような仮定の下で、そしてどれほど厳密に行うかにかかっています。その議論については、例:

要求に応じて編集:

簡単に言えば、Dugacは主張します(そして繰り返します後の論文)は、1º)ラグランジュが最初に分析関数の平均値プロパティを選び出し、述べ、証明しました(おそらく決定的ではありません)。 2º)彼はCavalieri(1635、p。19)によってある程度予見されていました。 3º)印刷物の最初の決定的または「厳密な」証明は、 Dini (1878、p。71)によるものです。私にとって、これはまったく議論の余地がありません。私が学んだは、「ラグランジュの定理」と呼ばれています。 そう する かなり a 少数 その他。現在の教科書(トーマススチュワートペトロヴィッチ、...)はそれをラグランジュにクレジットしています。 Bottazzini( 1986、p。53)、Grabiner(1981、p。122)、Edwards(1979、p。313)、 Cajori(1910、pp。308-311)、Encyklopädie(1899、 IIA2§§7,11)など。 Lacroixまでずっと(1810:vol。1、pp。 liv 385-386; 1800:vol。3、pp。 vii 384)。 Besenyeiが唯一の著者であり、定理をラグランジュに帰していないのではないかと思い始めていますか?

とはいえ、その間で大きな重点のシフトが起こったのは事実です。ラグランジュが彼の定理をどのように考えたか、そして私たちが今それを使用(そして証明)する方法。上記の話のほとんどがすでに含まれていることに加えて、フランスの百科全書の記事(1912、II3§§11,22)は、脚注116でこれをよく述べています。

ロルの定理 114) sup>から 115) sup>微積分全体で基本的な役割を果たす平均値の公式を簡単に推測できます 116) sup>また、ロルの定理のように、基本的には、 Bという直感的な事実の正確な言語への単なる翻訳です。 Cavalieri は幾何学者の注意を引きました。


114)ロルの定理の最初の厳密な証明については、 Aを参照してください。プリンスハイム(1900年、p。454); Uも参照してください。ディニ (1878、p。75); A。ハーナック(1881); M。 Pasch (1882); P。マンション(1887); J。皮なめし工場(1886); A。 Demoulin (1902)。 sup>

115)エコールポリテクニークでの彼の講義で、 O。ボンネットは、ロルの定理に基づいてこの公式を完全に厳密に示しました。彼はまた、少なくとも Jで公開されているように、ロルの定理の証明を与えました。 A. Serret (1868、pp。17-19)は、異議申し立ての影響を受けません。 (...) sup>

116)この基本的な役割は、主に今日一般的に採用されている微積分の説明方法に由来することに注意してください。 Jの場合。 L.ラグランジュ は別の見方をしましたが、この公式はテイラーの公式(1797、p。49)の結果にすぎませんでした。 sup>

要約すると、今のところ私の見解(これらの参照に基づいており、修正の対象となります):

1635:CavalieriはMVT、したがってRolleを述べています。 (証明はGuldin、1640によって拒否されました。)
1690:RolleはRolleが多項式であることを証明します。
1755:EulerはRolleが微分可能関数であると述べています。 (その時点で受け入れられた証明のスケッチ。)
1797:Lagrangeは、分析関数のMVT(したがってRolle)を証明します。 (その時点で証明は受け入れられました。)
1823:CauchyはC 1 sup>関数のMVT(したがってロール)を証明します。 (証明は基本的にラグランジュと同じです。)
1868:ボンネットはMVTの証明を再配置して、補題としてロールに依存します。
1878:Diniは、微分可能関数についてRolle(したがってMVT)を証明します。 (私たちの現在の証拠。)

興味深い投稿の場合は+1。 Lagrangeで述べられている定理は、分析関数についても述べられているように明らかに正しくないことに注意してください。ポイント$ u $ aprioriは、1行目、2行目、3行目のいずれにいるかによって異なるためです。機会があれば、Dugac / Grabiner / Perssonの解説の要約を提供していただけますか?
ボンネットの証明は微分可能($ C ^ 1 $ではない)関数では機能しませんが、ベセニェイによれば、コーシーの証明は機能します。したがって、最初の正しい証明をコーシーに帰することは物議を醸すようには見えません。
すべての微積分の教科書は、ロルが今日私たちがロルの定理と呼ぶものを証明しなかったことを誰もが知っているにもかかわらず、「ロルの定理」という用語を使用しています。ラグランジュの定理についても同じことが言えると思います。
[もちろん](// en.wikipedia.org/wiki/Stigler%27s_law_of_eponymy)。ラグランジュは定理を述べ、** a **の証明を与えました。ピタゴラス、ロール、コーシーシュワルツ、ストークスなどと同様に、設定と一般性は後に進化しました。
あなたの言っていることを聞きますが、スティグラーの法則を文字通り適用すると、逆の効果があります。つまり、この結果は、ラグランジュよりも普及した人物、つまりコーシーにちなんで名付けられます。
コーシーでは、ベセニェイ(App。3/ 5)は泥のように澄んでいます。 Cf. Gispertの論文([1982](// ams.org/mathscinet-getitem?mr=663727)、[pp。18、45、73、105](http://sites.mathdoc.fr/PMO/feuilleter.php? id = PMO_1982))または([1983](// ams.org/mathscinet-getitem?mr=710200)、p。78):*「Lagrangeand Cauchy *(...)*仮定、二重のパッセージのため限界まで、導関数の連続性*(...)* Diniは完全に正しい証明を最初に与えた」*。また、Peano([1884](http://www.numdam.org/issues/NAM_1884_3_3_)、pp。45-47、252-256)。
「公式の歴史」(CauchyがCavalieri、Rolle、Lagrange、またはDiniにすぎないことを認める)のもう1つの優れた説明は、Burn([2000](// ams.org/mathscinet-getitem?mr=1778042)、[pp。240 -241](// books.google.com/books?id=1nteiLydVpQC&pg=PA240&lpg=PA273&q=Cavalieri+Rolle+Lagrange+Cauchy+Dini))。 Dugac(1980)はおそらくもっと詳細ですが、*あなた*がスキャンを取得して、彼がどのように正しいか、または正しくないかを説明できれば興味深いでしょう。 (私はしていません。)
いいえ、Dugacによる1980年の論文はありません。また、Google Scholarで、電子版がないようです。おそらく、ジャーナルはいくつかの図書館で見つけることができます(私たちにはそれがありません)。
ちなみに、コーシーが$ C ^ 1 $を使用したとしても、これはボンネットの証明よりも悪くはなく、微分可能関数の最初の証明はディニによるものです。もちろん、コーシーの証明はラグランジュの証明よりもはるかに現代的な結果に近いです。ラグランジュの証明は私が見たことがありませんが、すでに述べたように、$ u $は導関数の順序に依存する必要があるため、結果のステートメントにはすでに問題があります。
ラグランジュは有限のテイラー多項式のみを使用し、証明に分析性(関数がテイラー*級数*に等しいという事実)を使用することはありません。したがって、彼の証明を受け入れるならば、彼がコーシーよりも一般性が低いことを証明したと主張する理由はありません。問題は、ラグランジュの定理は受け入れられるのか、それとも循環的なのかということです。


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