59,2K подписчиков

Гениальная идея Пьера Ферма, опередившая время. "Я тебя породил...."

2,1K прочитали
Как он мог находить экстремум функции, не зная понятия производной?

Приветствую Вас, уважаемые Читатели! Сегодня я хочу в который раз обратиться к трудам одного из самых известных математических гениев-самоучек - французу Пьеру Ферма.

Как у всех гениев, у него был удивительный дар интуиции, позволявший решать задачи методами, неизвестными современникам.

Источник: https://images.fineartamerica.com/images/artworkimages/mediumlarge/1/2-pierre-de-fermat-french-mathematician-science-source.jpg
Источник: https://images.fineartamerica.com/images/artworkimages/mediumlarge/1/2-pierre-de-fermat-french-mathematician-science-source.jpg

Например, опередил своё время способ, с помощью которого Пьер Ферма научился искать минимумы и максимумы функций. За долгое время до создания дифференциального исчисления и теории пределов он фактически стал их применять на практике! Давайте разберемся, как. Поехали!

Способ строился на двух довольно простых и интуитивных фактах:

  • в точке максимума или минимума прямая, параллельная оси абсцисс имеет с графиком функции только одну общую точку (является касательной к графику функции);
Как он мог находить экстремум функции, не зная понятия производной? Приветствую Вас, уважаемые Читатели!-2
  • в точках, очень близких к точке максимума или минимума, та же самая прямая пересекает график функции в двух точках слева и справа;
Как он мог находить экстремум функции, не зная понятия производной? Приветствую Вас, уважаемые Читатели!-3

Таким образом, значение функции в точке экстремума f(x) очень близко к значению f(x+ε), где ε - очень малая величина.

Следовательно, можно приравнять значения функции в этих точках, а потом избавиться от "эпсилон", учитывая её незначительный вклад.

Источник: https://s.mediasalt.ru/cache/content/data/images/197/197710/original.jpg
Источник: https://s.mediasalt.ru/cache/content/data/images/197/197710/original.jpg
Такой принцип Тараса Бульбы: "Я тебя породил, я тебя и убью".

Давайте рассмотрим описанное выше на простом примере с параболой.

Как он мог находить экстремум функции, не зная понятия производной? Приветствую Вас, уважаемые Читатели!-5

Давайте приравняем значения в точках х и х+ε, подставив их в уравнение:

Считаем ε настолько маленьким, что им можно пренебречь. Пределов Ферма не знал
Считаем ε настолько маленьким, что им можно пренебречь. Пределов Ферма не знал

Удивительно, но фактически мы получили то же самое, что сейчас принято делать через производную:

Как он мог находить экстремум функции, не зная понятия производной? Приветствую Вас, уважаемые Читатели!-7
Конечно, до полноценного исследования функций и определения вида экстремума: глобального или локального было далеко, но метод всё равно революционный!

Естественно, что для современников Ферма способ был сродни фокусу, умелой манипуляции с алгебраическими выражениями, приводящей к правильному результату, и принимался только с оговорками.

Еще одно великое открытие в копилку Гения! Спасибо за внимание!

  • Ставьте "Нравится" и подписывайтесь на канал прямой сейчас. На канале есть статьи на любой вкус!
  • TELEGRAM и Facebook - там я публикую не только интересные статьи, но и математический юмор и многое другое.