所以对于，有。从而：
已知存在，根据可知。又根据有：
简化一下，费马引理实际上说的就是：
所以费马定理的几何意义也很清楚了，如下图所示，可以看到点、点都是函数的一个，这两点的（也就是用于近似附近曲线的直线）都是水平的，也就是有以及。
