SEPTIÈME LEÇON.

SOMMAIRE. Tableau général du calcul des fonctions indirectes.

Par suite des considérations exposées dans la leçon précédente, on

conçoit que le calcul des fonctions indirectes se divise nécessairement

en deux parties, ou, pour mieux dire, se décompose en deux calculs

tout-à-fait distincts, quoique, par leur nature, intimement liés;

suivant qu'on se propose de trouver les relations entre les grandeurs

auxiliaires, dont l'introduction constitue l'esprit général de ce

calcul, d'après les relations entre les grandeurs primitives

correspondantes; ou qu'on cherche, en sens inverse, à découvrir ces

équations directes d'après les équations indirectes établies

immédiatement. Tel est, en effet, le double objet qu'on a

continuellement en vue dans l'analyse transcendante.

Ces deux calculs ont reçu différens noms, selon le point de vue sous

lequel a été envisagé l'ensemble de cette analyse. La méthode

infinitésimale proprement dite étant jusqu'ici la plus usitée, par les

raisons que j'ai discutées, presque tous les géomètres du continent

emploient habituellement, pour désigner ces deux calculs, les

dénominations de _calcul différentiel_ et de _calcul intégral_, établies

par Leïbnitz, et qui sont, en effet, des conséquences très-rationnelles

de sa conception. Newton, d'après sa méthode, a nommé le premier, le

_calcul des fluxions_, et le second le _calcul des fluentes_,

expressions communément adoptées en Angleterre. Enfin, en suivant la

théorie éminemment philosophique fondée par Lagrange, on appellerait

l'un, le _calcul des fonctions dérivées_ et l'autre le _calcul des

fonctions primitives_. Je continuerai à me servir des termes de

Leïbnitz, comme plus propres, dans notre langue, à la formation des

expressions secondaires, quoique je doive, d'après les explications

contenues dans la leçon précédente, employer concurremment toutes les

diverses conceptions, en me rapprochant, autant que possible, de celle

de Lagrange.

Le calcul différentiel est évidemment la base rationnelle du calcul

intégral. Car nous ne savons et ne pouvons savoir intégrer immédiatement

que les expressions différentielles produites par la différentiation des

diverses fonctions simples qui constituent les élémens généraux de notre

analyse. L'art de l'intégration consiste ensuite essentiellement à

ramener, autant que possible, tous les autres cas à ne dépendre

finalement que de ce petit nombre d'intégrations fondamentales.

En considérant l'ensemble de l'analyse transcendante, tel que je l'ai

caractérisé dans la leçon précédente, on ne voit pas d'abord quelle peut

être l'utilité propre du calcul différentiel, indépendamment de cette

relation nécessaire avec le calcul intégral, qui semble devoir être, par

lui-même, le seul directement indispensable. En effet, l'élimination des

infinitésimales ou des dérivées, introduites comme auxiliaires pour

faciliter l'établissement des équations, constituant, d'après ce que

nous avons vu, l'objet définitif et invariable du calcul des fonctions

indirectes; il est naturel de penser que le calcul qui enseigne à

déduire des équations entre ces grandeurs auxiliaires, celles qui ont

lieu entre les grandeurs primitives elles-mêmes, doit strictement

suffire aux besoins généraux de l'analyse transcendante, sans qu'on

aperçoive, au premier coup-d'oeil, quelle part spéciale et constante

peut avoir, dans une telle analyse, la solution de la question inverse.

Ce serait abusivement que, suivant l'usage ordinaire, pour expliquer

l'influence directe et nécessaire propre au calcul différentiel, on lui

assignerait la destination de former les équations différentielles,

d'où le calcul intégral fait parvenir ensuite aux équations finies. Car

la formation primitive des équations différentielles n'est, et ne peut

être, à proprement parler, l'objet d'aucun calcul, puisqu'elle

constitue, au contraire, par sa nature, le point de départ indispensable

de tout calcul quelconque. Comment, en particulier, le calcul

différentiel qui, par lui-même, se réduit à enseigner les moyens de

_différentier_ les diverses équations, pourrait-il être un procédé

général pour en établir? Ce qui, dans toute application de l'analyse

transcendante, facilite en effet la formation des équations, c'est la

_méthode_ infinitésimale, et non le _calcul_ infinitésimal, qui en est

parfaitement distinct, quoiqu'en étant le complément indispensable. Une

telle considération donnerait donc une fausse idée de la destination

spéciale qui caractérise le calcul différentiel dans le système général

de l'analyse transcendante.

Mais ce serait, néanmoins, concevoir bien imparfaitement la véritable

importance propre de cette première branche du calcul des fonctions

indirectes, que d'y voir seulement un simple travail préliminaire,

n'ayant d'autre objet général et essentiel que de préparer au calcul

intégral des fondemens indispensables. Comme les idées sont

ordinairement confuses à cet égard, je crois devoir expliquer

sommairement ici cette importante relation, telle que je la conçois, et

montrer que, dans chaque application quelconque de l'analyse

transcendante, une première part directe et nécessaire est constamment

assignée au calcul différentiel.

En formant les équations différentielles d'un phénomène quelconque, il

est bien rare qu'on se borne à introduire différentiellement les seules

grandeurs dont on cherche les relations. S'imposer cette condition, ce

serait diminuer inutilement les ressources que présente l'analyse

transcendante pour l'expression des lois mathématiques des phénomènes.

Le plus souvent on fait entrer aussi par leurs différentielles, dans ces

équations premières, d'autres grandeurs, dont la relation est déjà

connue ou supposée l'être, et sans la considération desquelles il serait

fréquemment impossible d'établir les équations. C'est ainsi, par

exemple, que dans le problème général de la rectification des courbes,

l'équation différentielle, /[ds^2 = dy^2 + dx^2, /mbox{/rm ou}ds^2 =

dx^2 + dy^2 + dz^2, /] n'est pas seulement établie entre la fonction

cherchée s et la variable indépendante x à laquelle on veut la

rapporter; mais on a introduit en même temps, comme intermédiaires

indispensables, les différentielles d'une ou deux autres fonctions y et

z, qui sont au nombre des données du problème; il n'eût pas été

possible de former immédiatement l'équation entre ds et dx, qui serait

d'ailleurs particulière à chaque courbe considérée. Il en est de même

pour la plupart des questions. Or, dans ces cas, il est évident que

l'équation différentielle n'est pas immédiatement propre à

l'intégration. Il faut, auparavant, que les différentielles des

fonctions supposées connues, qui ont été employées comme intermédiaires,

soient entièrement éliminées, afin que les équations se trouvent

établies entre les différentielles des seules fonctions cherchées et

celles des variables réellement indépendantes, après quoi la question ne

dépend plus effectivement que du calcul intégral. Or, cette élimination

préparatoire de certaines différentielles, afin de réduire les

infinitésimales au plus petit nombre possible, est simplement du ressort

du calcul différentiel. Car elle doit se faire, évidemment, en

déterminant, d'après les équations entre les fonctions supposées connues

prises pour intermédiaires, les relations de leurs différentielles, ce

qui n'est qu'une question de différentiation. Ainsi, par exemple, dans

le cas des rectifications, il faudra d'abord calculer dy ou dy et dz, en

différentiant l'équation ou les équations de chaque courbe proposée; et,

d'après ces expressions, la formule différentielle générale énoncée

ci-dessus ne contiendra plus que ds et dx; parvenue à ce point,

l'élimination des infinitésimales ne peut plus être achevée que par le

calcul intégral.

Tel est donc l'office général nécessairement propre au calcul

différentiel dans la solution totale des questions qui exigent l'emploi

de l'analyse transcendante: préparer, autant que possible, l'élimination

des infinitésimales, c'est-à-dire réduire, dans chaque cas, les

équations différentielles primitives à ne plus contenir que les

différentielles des variables réellement indépendantes et celles des

fonctions cherchées, en faisant disparaître, par la différentiation, les

différentielles de toutes les autres fonctions connues qui ont pu être

prises pour intermédiaires lors de la formation des équations

différentielles du problème.

Pour certaines questions, qui, quoiqu'en petit nombre, n'en ont pas

moins, ainsi que nous le verrons plus tard, une très-grande importance,

les grandeurs cherchées se trouvent même entrer directement, et non par

leurs différentielles, dans les équations différentielles primitives,

qui ne contiennent alors différentiellement que les diverses fonctions

connues, employées comme intermédiaires d'après l'explication

précédente. Ces cas sont, de tous, les plus favorables, car, il est

évident que le calcul différentiel suffit alors entièrement à

l'élimination complète des infinitésimales, sans que la question puisse

donner lieu à aucune intégration. C'est ce qui arrive, par exemple, dans

le problème des tangentes, en géométrie; dans celui des vitesses, en

mécanique, etc.

Enfin, plusieurs autres questions, dont le nombre est aussi fort petit,

mais dont l'importance n'est pas moins grande, présentent un second cas

d'exception, qui est, par sa nature, exactement l'inverse du précédent.

Ce sont celles où les équations différentielles se trouvent être

immédiatement propres à l'intégration, parce qu'elles ne contiennent,

dès leur première formation, que les infinitésimales relatives aux

fonctions cherchées ou aux variables réellement indépendantes, sans

qu'on ait été obligé d'introduire différentiellement d'autres fonctions

comme intermédiaires. Si, dans ces nouveaux cas, on a effectivement

employé ces dernières fonctions, comme, par hypothèse, elles entreront

directement et non par leurs différentielles, l'algèbre ordinaire

suffira pour les éliminer, et réduire la question à ne plus dépendre que

du calcul intégral. Le calcul différentiel n'aura donc alors aucune part

spéciale à la solution complète du problème, qui sera tout entière du

ressort du calcul intégral. La question générale des quadratures en

offre un exemple important, car l'équation différentielle étant alors,

dA=ydx, deviendra immédiatement propre à l'intégration aussitôt qu'on

aura éliminé, d'après l'équation de la courbe proposée, la fonction

intermédiaire y, qui n'y entre point différentiellement: la même

circonstance a lieu pour le problème des cubatures, et pour quelques

autres aussi essentiels.

En résultat général des considérations précédentes, il faut donc

partager en trois classes les questions mathématiques qui exigent

l'emploi de l'analyse transcendante: la première classe comprend les

problèmes susceptibles d'être entièrement résolus au moyen du seul

calcul différentiel, sans aucun besoin du calcul intégral; la seconde,

ceux qui sont, au contraire, entièrement du ressort du calcul intégral,

sans que le calcul différentiel ait aucune part à leur solution; enfin,

dans la troisième et la plus étendue, qui constitue le cas normal, les

deux autres n'étant que d'exception, les deux calculs ont successivement

une part distincte et nécessaire à la solution complète du problème, le

calcul différentiel faisant subir aux équations différentielles

primitives, une préparation indispensable à l'application du calcul

intégral. Telles sont exactement les relations générales de ces deux

calculs, dont on se forme communément des idées trop peu précises.

Jetons maintenant un coup-d'oeil général sur la composition rationelle

de chacun d'eux, en commençant, comme il convient évidemment, par le

calcul différentiel.

Dans l'exposition de l'analyse transcendante, on a l'habitude de mêler à

la partie purement analytique, qui se réduit au traité abstrait de la

différentiation et de l'intégration, l'étude de ses diverses

applications principales, surtout de celles qui concernent la géométrie.

Cette confusion d'idées, qui est une suite du mode effectif suivant

lequel la science s'est développée, présente, sous le rapport

dogmatique, de graves inconvéniens en ce qu'elle empêche de concevoir

convenablement, soit l'analyse, soit la géométrie. Devant considérer ici

la coordination la plus rationnelle possible, je ne comprendrai, dans le

tableau suivant, que le calcul des fonctions indirectes proprement dit,

réservant, pour la portion de ce volume relative à l'étude philosophique

de la mathématique concrète, l'examen général de ses grandes

applications géométriques et mécaniques[15].

[Note 15: J'ai établi depuis long-temps, dans mon

enseignement ordinaire de l'analyse transcendante, l'ordre

que je vais exposer. Un nouveau professeur d'analyse

transcendante à l'École Polytechnique, avec lequel je me

félicite de m'être rencontré, M. Mathieu a adopté, dans son

cours de cette année, une marche essentiellement semblable.]

La division fondamentale du calcul différentiel pur, ou du traité

général de la différentiation, consiste à distinguer deux cas, suivant

que les fonctions analytiques qu'il s'agit de différentier sont

_explicites_ ou _implicites_; d'où deux parties ordinairement désignées

par les noms de différentiation _des formules_ et différentiation _des

équations_. Il est aisé de concevoir _à priori_ l'importance de cette

classification. En effet, une telle distinction serait illusoire si

l'analyse ordinaire était parfaite, c'est-à-dire, si l'on savait

résoudre algébriquement toutes les équations; car alors il serait

possible de rendre _explicite_ toute fonction _implicite_; et, en ne la

différentiant que dans cet état, la seconde partie du calcul

différentiel rentrerait immédiatement dans la première, sans donner lieu

à aucune nouvelle difficulté. Mais la résolution algébrique des

équations étant, comme nous l'avons vu, encore presque dans l'enfance,

et ignorée jusqu'à présent pour le plus grand nombre des cas, on

comprend qu'il en doit être tout autrement; puisqu'il s'agit dès lors, à

proprement parler, de différentier une fonction sans la connaître, bien

qu'elle soit déterminée. La différentiation des fonctions implicites

constitue donc, par sa nature, une question vraiment distincte de celle

que présentent les fonctions explicites, et nécessairement plus

compliquée. Ainsi c'est évidemment par la différentiation des formules

qu'il faut commencer, et on parvient ensuite à ramener généralement à ce

premier cas la différentiation des équations, par certaines

considérations analytiques invariables, que je ne dois pas mentionner

ici.

Ces deux cas généraux de la différentiation sont encore distincts sous

un autre rapport également nécessaire, et trop important pour que je

néglige de le signaler. La relation obtenue entre les différentielles

est constamment plus indirecte, par rapport à celle des quantités

finies, dans la différentiation des fonctions implicites que dans celle

des fonctions explicites. On sait, en effet, d'après les considérations

présentées par Lagrange sur la formation générale des équations

différentielles, que, d'une part, la même équation primitive peut donner

lieu à un plus ou moins grand nombre d'équations dérivées de formes

très-diverses, quoique, au fond, équivalentes, suivant celles des

constantes arbitraires que l'on élimine, ce qui n'a pas lieu dans la

différentiation des formules explicites; et que, d'une autre part, le

système infini d'équations primitives différentes qui correspondent à

une même équation dérivée, présente une variété analytique bien plus

profonde que celle des diverses fonctions susceptibles d'une même

différentielle explicite, et qui ne se distinguent les unes des autres

que par un terme constant. Les fonctions implicites doivent donc être

envisagées comme étant réellement encore plus modifiées par la

différentiation que les fonctions explicites. Nous retrouverons tout à

l'heure cette considération relativement au calcul intégral, où elle

acquiert une importance prépondérante.

Chacune des deux parties fondamentales du calcul différentiel se

subdivise elle-même en deux théories très-distinctes, suivant qu'il

s'agit de différentier des fonctions à une seule variable, ou des

fonctions à plusieurs variables indépendantes. Ce second cas est, par sa

nature, tout-à-fait distinct du premier, et présente évidemment plus de

complication, même en ne considérant que les fonctions explicites, et à

plus forte raison pour les fonctions implicites. Du reste, l'un se

déduit généralement de l'autre, à l'aide d'un principe invariable fort

simple, qui consiste à regarder la différentielle totale d'une fonction

en vertu des accroissemens simultanés des diverses variables

indépendantes qu'elles contient, comme la somme des différentielles

partielles que produirait l'accroissement séparé de chaque variable

successivement, si toutes les autres étaient constantes. Il faut,

d'ailleurs, soigneusement remarquer à ce sujet une notion nouvelle

qu'introduit, dans le système de l'analyse transcendante, la distinction

des fonctions à une seule variable et à plusieurs: c'est la

considération de ces diverses fonctions dérivées spéciales, relatives à

chaque variable isolément, et dont le nombre croît de plus en plus à

mesure que l'ordre de la dérivation s'élève, et aussi quand les

variables sont plus multipliées. Il en résulte que les relations

différentielles propres aux fonctions de plusieurs variables, sont, par

leur nature, et bien plus indirectes, et surtout beaucoup plus

indéterminées que celles relatives aux fonctions d'une seule variable.

Cela est principalement sensible pour les fonctions implicites où, au

lieu des simples constantes arbitraires que l'élimination fait

disparaître quand on forme les équations différentielles propres aux

fonctions d'une seule variable, ce sont des fonctions arbitraires des

variables proposées qui se trouvent éliminées, d'où doivent résulter,

lors des intégrations, des difficultés spéciales.

Enfin, pour compléter ce tableau sommaire des diverses parties

essentielles du calcul différentiel proprement dit, je dois ajouter que,

dans la différentiation des fonctions implicites, soit à une seule

variable, soit à plusieurs, il faut encore distinguer le cas où il

s'agit de différentier à la fois diverses fonctions de ce genre, mêlées

dans certaines équations primitives, de celui où toutes ces fonctions

sont séparées.

Les fonctions sont évidemment, en effet, encore plus implicites dans le

premier cas que dans le second, si l'on considère que la même

imperfection de l'analyse ordinaire, qui empêche de convertir toute

fonction implicite en une fonction explicite équivalente, ne permet pas

davantage de séparer les fonctions qui entrent simultanément dans un

système quelconque d'équations. Il s'agit alors de différentier,

non-seulement sans savoir résoudre les équations primitives, mais même

sans pouvoir effectuer entr'elles les éliminations convenables, ce qui

constitue une nouvelle difficulté.

Tels sont donc l'enchaînement naturel et la distribution rationnelle des

diverses théories principales dont se compose le traité général de la

différentiation. On voit que, la différentiation des fonctions

implicites se déduisant de celle des fonctions explicites par un seul

principe constant, et la différentiation des fonctions à plusieurs

variables se ramenant, par un autre principe fixe, à celle des fonctions

à une seule variable, tout le calcul différentiel se trouve reposer, en

dernière analyse, sur la différentiation des fonctions explicites à une

seule variable, la seule qui s'exécute jamais directement. Or, il est

aisé de concevoir que cette première théorie, base nécessaire du système

entier, consiste simplement dans la différentiation des dix fonctions

simples, qui sont les élémens uniformes de toutes nos combinaisons

analytiques, et dont j'ai présenté le tableau (4e leçon, page 173). Car

la différentiation des fonctions composées se déduit évidemment, d'une

manière immédiate et nécessaire, de celle des fonctions simples qui les

constituent. C'est donc à la connaissance de ces dix différentielles

fondamentales, et à celle des deux principes généraux, ci-dessus

mentionnés, qui y ramènent tous les autres cas possibles, que se réduit,

à proprement parler, tout le traité de la différentiation. On voit, par

la combinaison de ces diverses considérations, combien est à la fois

simple et parfait le système entier du calcul différentiel proprement

dit. Il constitue certainement, sous le rapport logique, le spectacle le

plus intéressant que l'analyse mathématique puisse présenter à notre

intelligence.

Le tableau général que je viens d'esquisser sommairement offrirait,

néanmoins, une lacune essentielle, si je n'indiquais ici distinctement

une dernière théorie, qui forme, par sa nature, le complément

indispensable du traité de la différentiation. C'est celle qui a pour

objet la transformation constante des fonctions dérivées, en résultat

des changemens déterminés de variables indépendantes, d'où résulte la

possibilité de rapporter à de nouvelles variables toutes les formules

différentielles générales établies primitivement pour d'autres. Cette

question est maintenant résolue de la manière la plus complète et la

plus simple, comme toutes celles dont se compose le calcul différentiel.

On conçoit aisément l'importance générale qu'elle doit avoir dans les

applications quelconques de l'analyse transcendante, dont elle peut être

considérée comme augmentant les ressources fondamentales, en permettant

de choisir, pour former d'abord plus aisément les équations

différentielles, le système de variables indépendantes qui paraîtra le

plus avantageux, bien qu'il ne doive pas être maintenu plus tard. C'est

ainsi, par exemple, que la plupart des questions principales de la

géométrie se résolvent beaucoup plus aisément en rapportant les lignes

et les surfaces à des coordonnées rectilignes, et qu'on peut néanmoins

être conduit à les appliquer à des formes exprimées analytiquement, à

l'aide de coordonnées _polaires_, ou de toute autre manière. On pourra

commencer alors la solution différentielle du problème en employant

toujours le système rectiligne, mais seulement comme un intermédiaire,

d'après lequel, par la théorie générale que nous avons en vue ici, on

passera au système définitif, qu'il eût été quelquefois impossible de

considérer directement.

Dans la classification rationnelle que je viens d'exposer pour

l'ensemble du calcul différentiel, on serait naturellement tenté de

signaler une omission grave, puisque je n'ai pas sous-divisé chacune des

quatre parties essentielles d'après une autre considération générale,

qui semble d'abord fort importante en elle-même, celle de l'ordre plus

ou moins élevé de la différentiation. Mais il est aisé de comprendre que

cette distinction n'a aucune influence réelle dans le calcul

différentiel, en ce qu'elle n'y donne lieu à aucune difficulté nouvelle.

En effet, si le calcul différentiel n'était pas rigoureusement complet,

c'est-à-dire, si on ne savait point différentier indistinctement toute

fonction quelconque, la différentiation au second ordre, ou à un ordre

supérieur, de chaque fonction déterminée, pourrait engendrer des

difficultés spéciales. Mais la parfaite universalité du calcul

différentiel donne évidemment l'assurance de pouvoir différentier à un

ordre quelconque toutes les fonctions analytiques connues, la question

se réduisant sans cesse à une différentiation au premier ordre,

successivement redoublée. Ainsi, la considération des divers ordres de

différentielles peut bien donner naissance à de nouvelles remarques plus

ou moins importantes, surtout en ce qui concerne la formation des

équations différentielles, et les dérivées partielles successives des

fonctions à plusieurs variables. Mais elle ne saurait, évidemment,

constituer aucun nouveau problème général dans le traité de la

différentiation. Nous verrons tout à l'heure que cette distinction, qui

n'a, pour ainsi dire, aucune importance dans le calcul différentiel, en

acquiert, au contraire, une très-grande dans le calcul intégral, en

vertu de l'extrême imperfection de ce dernier calcul.

Enfin, quoique j'aie cru, en thèse générale, ne devoir nullement

envisager en ce moment les diverses applications principales du calcul

différentiel, il convient néanmoins de faire une exception pour celles

qui consistent dans la solution de questions purement analytiques, qui

doivent, en effet, être rationnellement placées à la suite du traité de

la différentiation proprement dite, à cause de l'homogénéité évidente

des considérations. Ces questions peuvent se réduire à trois

essentielles: 1º le développement en séries des fonctions à une seule ou

à plusieurs variables, ou, plus généralement, la transformation des

fonctions, qui constitue la plus belle et la plus importante application

du calcul différentiel à l'analyse générale, et qui comprend, outre la

série fondamentale découverte par Taylor, les séries si remarquables

trouvées par Maclaurin, par Jean Bernouilli, par Lagrange, etc.; 2º la

théorie générale des valeurs maxima et minima pour les fonctions

quelconques à une seule ou à plusieurs variables, un des plus

intéressans problèmes que puisse présenter l'analyse, quelque

élémentaire qu'il soit devenu aujourd'hui, et à la solution complète

duquel le calcul différentiel s'applique très-naturellement; 3º enfin,

la détermination générale de la vraie valeur des fonctions qui se

présentent sous une apparence indéterminée pour certaines hypothèses

faites sur les valeurs des variables correspondantes, ce qui est le

problème le moins étendu et le moins important des trois, quoiqu'il

mérite d'être noté ici. La première question est, sans contredit, la

principale sous tous les rapports: elle est aussi la plus susceptible

d'acquérir dans la suite une extension nouvelle, surtout en concevant,

d'une manière plus large qu'on ne l'a fait jusqu'ici, l'emploi du calcul

différentiel pour la transformation des fonctions, au sujet de laquelle

Lagrange a laissé quelques indications précieuses, qui n'ont encore été

ni généralisées ni suivies.

Je regrette beaucoup d'être obligé, par les limites nécessaires de cet

ouvrage, de me borner à des considérations sommaires aussi insuffisantes

sur tous les divers sujets que je viens de passer en revue, et qui

comporteraient, par leur nature, des développemens beaucoup plus

étendus, en continuant toujours néanmoins à rester dans les généralités

qui sont le sujet propre de ce cours. Je passe maintenant à l'exposition

également rapide du tableau systématique du calcul intégral proprement

dit, c'est-à-dire du traité abstrait de l'intégration.

La division fondamentale du calcul intégral est fondée sur le même

principe que celle ci-dessus exposée pour le calcul différentiel, en

distinguant l'intégration des formules différentielles explicites, et

l'intégration des différentielles implicites, ou des équations

différentielles. La séparation de ces deux cas est même bien plus

profonde relativement à l'intégration, que sous le simple rapport de la

différentiation. Dans le calcul différentiel, en effet, cette

distinction ne repose, comme nous l'avons vu, que sur l'extrême

imperfection de l'analyse ordinaire. Mais, au contraire, il est aisé de

voir que, quand même toutes les équations seraient résolues

algébriquement, les équations différentielles n'en constitueraient pas

moins un cas d'intégration tout-à-fait distinct de celui que présentent

les formules différentielles explicites. Car, en se bornant, par

exemple, au premier ordre et à une fonction unique y d'une seule

variable x, pour plus de simplicité, si l'on suppose résolue, par

rapport à /fracdy{dx}, une équation différentielle quelconque entre x,

y, et /frac{dy}{dx}, l'expression de la fonction dérivée se trouvant

alors contenir généralement la fonction primitive elle-même qui est

l'objet de la recherche, la question d'intégration n'aurait nullement

changé de nature, et la solution n'aurait fait réellement d'autre

progrès que d'avoir amené l'équation différentielle, proposée à ne plus

être que du premier degré relativement à la fonction dérivée, ce qui

est, en soi, de peu d'importance. La différentielle n'en serait donc pas

moins déterminée d'une manière à peu près aussi _implicite_

qu'auparavant, sous le rapport de l'intégration, qui continuerait à

présenter essentiellement la même difficulté caractéristique. La

résolution algébrique des équations ne pourrait faire rentrer le cas que

nous considérons dans la simple intégration des différentielles

explicites, que dans les occasions très-particulières où l'équation

différentielle proposée ne contiendrait point la fonction primitive

elle-même, ce qui permettrait, par conséquent, en la résolvant, de

trouver /frac{dy}{dx} en fonction de x seulement, et de réduire ainsi la

question aux quadratures.

La considération que je viens d'indiquer pour les équations

différentielles les plus simples aurait évidemment encore plus

d'importance pour celles des ordres supérieurs ou qui contiendraient

simultanément diverses fonctions de plusieurs variables indépendantes.

Ainsi, l'intégration des différentielles qui ne sont déterminées

qu'implicitement constitue par sa nature, et, sans aucun égard à l'état

de l'algèbre, un cas entièrement distinct de celui relatif aux

différentielles explicitement exprimées en fonction des variables

indépendantes. L'intégration des équations différentielles est donc

nécessairement plus compliquée que celle des différentielles explicites,

par l'élaboration desquelles le calcul intégral a pris naissance, et

dont ensuite on s'est efforcé de faire, autant que possible, dépendre

les autres. Tous les divers procédés analytiques proposés jusqu'ici pour

intégrer les équations différentielles, soit la séparation des

variables, soit la méthode des multiplicateurs, etc, ont en effet pour

but de ramener ces intégrations à celles des formules différentielles,

la seule qui, par sa nature, puisse être entreprise directement.

Malheureusement, quelqu'imparfaite que soit jusqu'ici cette base

nécessaire de tout le calcul intégral, l'art d'y réduire l'intégration

des équations différentielles est encore bien moins avancé.

Chacune de ces deux branches fondamentales du calcul intégral se

sous-divise ensuite en deux autres, comme dans le calcul différentiel,

et par des motifs exactement analogues (que je me dispenserai, par

conséquent, de reproduire), suivant que l'on considère des fonctions à

une seule variable ou des fonctions à plusieurs variables indépendantes.

Je ferai seulement observer que cette distinction est, comme la

précédente, encore plus importante pour l'intégration que pour la

différentiation. Cela est surtout remarquable, relativement aux

équations différentielles. En effet, celles qui se rapportent à

plusieurs variables indépendantes peuvent évidemment présenter cette

difficulté caractéristique, et d'un ordre bien plus élevé, que la

fonction cherchée soit définie différentiellement par une simple

relation entre ses diverses dérivées spéciales relatives aux différentes

variables prises séparément. De là résulte la branche la plus difficile,

et aussi la plus étendue du calcul intégral, ce qu'on nomme

ordinairement le _calcul intégral aux différences partielles_, créé par

d'Alembert, et dans lequel, suivant la juste appréciation de Lagrange,

les géomètres auraient dû voir réellement un calcul nouveau, dont le

caractère philosophique n'est pas assez exactement jugé. Une différence

très-saillante entre ce cas et celui des équations à une seule variable

indépendante consiste, comme je l'ai observé ci-dessus, dans les

fonctions arbitraires qui remplacent les simples constantes arbitraires

pour donner aux intégrales correspondantes toute la généralité

convenable.

À peine ai-je besoin de dire que cette branche supérieure de l'analyse

transcendante est encore entièrement dans l'enfance, puisque, seulement

dans le cas le plus simple, celui d'une équation du premier ordre entre

les dérivées partielles d'une seule fonction à deux variables

indépendantes, on ne sait point même jusqu'ici complétement ramener

l'intégration à celle des équations différentielles ordinaires.

L'intégration relative aux fonctions de plusieurs variables est beaucoup

plus avancée, dans le cas, infiniment plus simple, à la vérité, où il ne

s'agit que des formules différentielles explicites. On sait alors en

effet, quand ces formules remplissent les conditions convenables

d'intégrabilité, réduire constamment leur intégration aux quadratures.

Une nouvelle distinction générale, applicable, comme sous-division, à

l'intégration des différentielles explicites ou implicites, à une seule

variable ou à plusieurs, se tire de l'ordre plus ou moins élevé des

différentiations, qui ne donne lieu à aucune question spéciale dans le

calcul différentiel, ainsi que nous l'avons remarqué.

Relativement aux différentielles explicites, soit à une variable, soit à

plusieurs, la nécessité de distinguer leurs divers ordres ne tient qu'à

l'extrême imperfection du calcul intégral. En effet, si l'on savait

constamment intégrer toute formule différentielle du premier ordre,

l'intégration d'une formule du second ordre ou de tout autre ne

constituerait point, évidemment, une question nouvelle, puisqu'en

l'intégrant d'abord au premier ordre, on parviendrait à l'expression

différentielle de l'ordre immédiatement précédent, d'où, par une suite

convenable d'intégrations analogues, on serait certain de remonter

finalement à la fonction primitive, objet propre d'un tel travail. Mais

le peu de connaissances que nous possédons sur les intégrations

premières fait qu'il n'en est point ainsi, et que l'ordre plus ou moins

élevé des différentielles engendre des difficultés nouvelles. Car, ayant

des formules différentielles d'un ordre quelconque supérieur au premier,

il peut arriver qu'on sache les intégrer une première fois ou plusieurs

fois de suite, et que, néanmoins, on ne puisse remonter ainsi aux

fonctions primitives, si ces travaux préliminaires ont produit, pour les

différentielles d'un ordre inférieur, des expressions dont les

intégrales ne sont pas connues. Cette circonstance doit se présenter

d'autant plus fréquemment, le nombre des intégrales connues étant encore

fort petit, que ces intégrales successives sont généralement, comme on

sait, des fonctions très-différentes des dérivées qui les ont

engendrées.

Par rapport aux différentielles implicites, la distinction des ordres

est encore plus importante; car, outre le motif précédent, dont

l'influence est évidemment ici analogue, et même à un plus haut degré,

il est aisé de sentir que l'ordre supérieur des équations

différentielles donne lieu nécessairement à des questions d'une nature

nouvelle. En effet, sût-on même intégrer indistinctement toute équation

du premier ordre relative à une fonction unique, cela ne suffirait

point pour faire obtenir l'intégrale définitive d'une équation d'un

ordre quelconque, toute équation différentielle n'étant pas réductible à

celle d'un ordre immédiatement inférieur. Si l'on a par exemple, pour

déterminer une fonction y de la variable x, une relation quelconque

entre x, y, /frac{dy}{dx}, et /frac{d^2y}{dx^2}, on n'en pourra point

déduire immédiatement, en effectuant une première intégration, la

relation différentielle correspondante entre x, y, et /frac{dy}{dx},

d'où, par une seconde intégration on remonterait à l'équation primitive.

Cela n'aurait lieu nécessairement, du moins sans introduire de nouvelles

fonctions auxiliaires, que si l'équation du second ordre proposée ne

contenait point la fonction cherchée y, concourremment avec ses

dérivées. En thèse générale, les équations différentielles devront donc

réellement être envisagées comme présentant des cas d'autant plus

_implicites_ que leur ordre est plus élevé, et qui ne pourront rentrer

les uns dans les autres que par des méthodes spéciales, dont la

recherche constitue, par conséquent, une nouvelle classe de questions, à

l'égard desquelles on ne sait jusqu'ici presque rien, même pour les

fonctions d'une seule variable[16].

[Note 16: Le seul cas important de ce genre qui ait été

complétement traité jusqu'ici, est l'intégration générale

des équations _linéaires_ d'un ordre quelconque, à

coefficiens constans. Encore se trouve-t-elle dépendre

finalement de la résolution algébrique des équations d'un

degré égal à l'ordre de la différentiation.]

Au reste, quand ou examine, d'une manière très-approfondie, cette

distinction des divers ordres d'équations différentielles, on trouve

qu'elle pourrait rentrer constamment dans une dernière distinction

générale, relative aux équations différentielles, que j'ai encore à

signaler. En effet, les équations différentielles à une seule ou à

plusieurs variables indépendantes peuvent ne contenir simplement qu'une

seule fonction, ou bien, dans un cas évidemment plus compliqué et plus

implicite, qui correspond à la différentiation des fonctions implicites

simultanées, on peut avoir à déterminer en même temps plusieurs

fonctions d'après des équations différentielles où elles se trouvent

mêlées, concurremment avec leurs diverses dérivées. Il est clair qu'un

tel état de la question présente nécessairement une nouvelle difficulté

spéciale, celle d'établir la séparation des différentes fonctions

cherchées, en formant pour chacune, d'après les équations

différentielles proposées, une équation différentielle isolée, qui ne

contienne plus les autres fonctions ni leurs dérivées. Ce travail

préliminaire, qui est l'analogue de l'élimination en algèbre, est

évidemment indispensable avant de tenter aucune intégration directe,

puisqu'on ne peut entreprendre généralement, à moins d'artifices

spéciaux très-rarement applicables, de déterminer immédiatement à la

fois plusieurs fonctions distinctes. Or, il est aisé d'établir la

coïncidence exacte et nécessaire de cette nouvelle distinction avec la

précédente, relative à l'ordre des équations différentielles. On sait,

en effet, que la méthode générale pour isoler les fonctions dans les

équations différentielles simultanées, consiste essentiellement à former

des équations différentielles, séparément relatives à chaque fonction,

et dont l'ordre est égal à la somme de tous ceux des diverses équations

proposées. Cette transformation peut s'effectuer constamment. D'un autre

côté, toute équation différentielle d'un ordre quelconque relative à une

seule fonction pourrait évidemment se ramener toujours au premier ordre,

en introduisant un nombre convenable d'équations différentielles

auxiliaires, contenant simultanément les diverses dérivées antérieures

considérées comme nouvelles fonctions à déterminer. Ce procédé a même

été quelquefois employé avec succès, quoique, en général, il ne soit pas

normal. Ce sont donc deux genres de conditions nécessairement

équivalens, dans la théorie générale des équations différentielles, que

la simultanéité d'un plus ou moins grand nombre de fonctions, et l'ordre

de différentiation plus ou moins élevé d'une fonction unique. En

augmentant l'ordre des équations différentielles, on peut isoler toutes

les fonctions; et, en multipliant artificiellement le nombre des

fonctions, on peut ramener toutes les équations au premier ordre. Il n'y

a, par conséquent, dans l'un et l'autre cas, qu'une même difficulté,

envisagée sous deux points de vue différens. Mais, de quelque manière

qu'on la conçoive, cette nouvelle difficulté commune n'en est pas moins

réelle, et n'en constitue pas moins, par sa nature, une séparation

tranchée entre l'intégration des équations du premier ordre et celle des

équations d'un ordre supérieur. Je préfère indiquer la distinction sous

cette dernière forme, comme plus simple, plus générale et plus

rationnelle.

D'après les diverses considérations indiquées ci-dessus sur

l'enchaînement rationnel des différentes parties principales du calcul

intégral, on voit que l'intégration des formules différentielles

explicites du premier ordre à une seule variable est la base nécessaire

de toutes les autres intégrations, qu'on ne parvient jamais à effectuer

qu'autant qu'on peut les faire rentrer dans ce cas élémentaire, le seul

évidemment qui, par sa nature, soit susceptible d'être traité

directement. Cette intégration simple et fondamentale est souvent

désignée par l'expression commode de _quadratures_, attendu que toute

intégrale de ce genre Sf(x)dx, peut, en effet, être envisagée comme

représentant l'aire d'une courbe dont l'équation en coordonnées

rectilignes serait y=f(x). Une telle classe de questions correspond,

dans le calcul différentiel, au cas élémentaire de la différentiation

des fonctions explicites à une seule variable. Mais la question

intégrale est, par sa nature, bien autrement compliquée, et surtout

beaucoup plus étendue que la question différentielle. Celle-ci se réduit

nécessairement, en effet, comme nous l'avons vu, à la différentiation

des dix fonctions simples, élémens de toutes celles que l'analyse

considère. Au contraire, l'intégration des fonctions composées ne se

déduit point nécessairement de celle des fonctions simples, dont chaque

nouvelle combinaison doit présenter, sous le rapport du calcul intégral,

des difficultés spéciales. De là, l'étendue naturellement indéfinie, et

la complication si variée de la question des quadratures, sur laquelle,

malgré tous les efforts des analystes, on possède encore si peu de

connaissances complètes.

En décomposant cette question, comme il est naturel de le faire, suivant

les diverses formes que peut affecter la fonction dérivée, on distingue

d'abord le cas des fonctions algébriques, et ensuite celui des fonctions

transcendantes. L'intégration vraiment analytique de ce dernier ordre

d'expressions est jusqu'ici fort peu avancée, soit pour les fonctions

exponentielles, soit pour les fonctions logarithmiques, soit pour les

fonctions circulaires. On n'a traité encore qu'un très-petit nombre de

cas de ces trois divers genres, en les choisissant parmi les plus

simples, qui conduisent même ordinairement à des calculs extrêmement

pénibles. Ce que nous devons surtout remarquer à ce sujet sous le

rapport philosophique, c'est que les divers procédés de quadrature ne

tiennent à aucune vue générale sur l'intégration, et consistent en de

simples artifices de calcul fort incohérens entre eux, et dont le nombre

est très-multiplié, à cause de l'étendue très-bornée de chacun d'eux. Je

dois cependant signaler ici un de ces artifices qui, sans être

réellement une méthode d'intégration, est néanmoins remarquable par sa

généralité: c'est le procédé inventé par Jean Bernouilli, et connu sous

le nom de l'_intégration par parties_, d'après lequel toute intégrale

peut être ramenée à une autre, qui se trouve quelquefois être plus

facile à obtenir. Cette ingénieuse relation mérite d'être notée sous un

autre rapport, comme ayant offert la première idée de cette

transformation les unes dans les autres des intégrales encore inconnues,

qui a reçu dans ces derniers temps une plus grande extension, et dont M.

Fourier surtout a fait un usage si nouveau et si important pour les

questions analytiques engendrées par la théorie de la chaleur.

Quant à l'intégration des fonctions _algébriques_, elle est plus

avancée. Cependant, on ne sait encore presque rien relativement aux

fonctions irrationnelles, dont les intégrales n'ont été obtenues que

dans des cas extrêmement bornés, et surtout en les rendant rationnelles.

L'intégration des fonctions rationnelles est jusqu'ici la seule théorie

de calcul intégral qui ait pu être traitée d'une manière vraiment

complète: sous le rapport logique, elle en constitue donc la partie la

plus satisfaisante, mais peut-être aussi la moins importante. Il est

même essentiel de remarquer, pour avoir une juste idée de l'extrême

imperfection du calcul intégral, que ce cas si peu étendu n'est

entièrement résolu que pour ce qui concerne proprement l'intégration,

envisagée d'une manière abstraite; car, dans l'exécution, la théorie se

trouve le plus souvent, indépendamment de la complication des calculs,

tout-à-fait arrêtée par l'imperfection de l'analyse ordinaire, attendu

qu'elle fait dépendre finalement l'intégration de la résolution

algébrique des équations, ce qui en limite singulièrement l'usage.

Pour saisir, d'une manière générale, l'esprit des divers procédés

d'après lesquels on procède aux quadratures, nous devons reconnaître

d'ailleurs que, par leur nature, ils ne peuvent être fondés

primitivement que sur la différentiation des dix fonctions simples, dont

les résultats, considérés sous le point de vue inverse, établissent

autant de théorèmes immédiats de calcul intégral, les seuls qui puissent

être connus directement, tout l'art de l'intégration consistant ensuite,

comme je l'ai exprimé en commençant cette leçon, à faire rentrer, autant

que possible, toutes les autres quadratures dans ce petit nombre de

quadratures élémentaires, ce qui malheureusement nous est encore le plus

souvent inconnu.

Dans cette énumération raisonnée des diverses parties essentielles de

calcul intégral suivant leurs relations logiques, j'ai négligé à

dessein, pour ne pas interrompre l'enchaînement, de considérer

distinctement une théorie fort importante, qui forme implicitement une

portion de la théorie générale de l'intégration des équations

différentielles, mais que je dois ici signaler séparément, comme étant,

pour ainsi dire, en dehors du calcul intégral, et offrant néanmoins le

plus grand intérêt, soit par sa perfection rationnelle, soit par

l'étendue de ses applications. Je veux parler de ce qu'on appelle les

solutions _singulières_ des équations différentielles, dites

quelquefois, mais à tort, solutions _particulières_, qui ont été le

sujet de travaux très-remarquables de la part d'Euler et de Laplace, et

dont Lagrange surtout a présenté une si belle et si simple théorie

générale. On sait que Clairaut, qui le premier, eut occasion d'en

remarquer l'existence, y vit un paradoxe de calcul intégral, puisque ces

solutions ont pour caractère propre de satisfaire aux équations

différentielles sans être néanmoins comprises dans les intégrales

générales correspondantes. Lagrange a, depuis, expliqué ce paradoxe de

la manière la plus ingénieuse et la plus satisfaisante, en montrant

comment de telles solutions dérivent toujours de l'intégrale générale

par la variation des constantes arbitraires. Il a aussi, le premier,

convenablement apprécié l'importance de cette théorie, et c'est avec

raison qu'il lui a consacré, dans ses _leçons sur le calcul des

fonctions_, un si grand développement. Sous le point de vue rationnel,

cette théorie mérite en effet toute notre attention, par le caractère de

parfaite généralité qu'elle comporte, puisque Lagrange a exposé des

procédés invariables et fort simples pour trouver la solution

_singulière_ de toute équation différentielle quelconque qui en est

susceptible; et, ce qui n'est pas moins remarquable, ces procédés

n'exigent aucune intégration, consistant seulement dans des

différentiations, et par là même toujours applicables. La

différentiation est ainsi devenue, par un heureux artifice, un moyen de

suppléer dans certaines circonstances à l'imperfection du calcul

intégral. En effet, certains problèmes exigent surtout, par leur nature,

la connaissance de ces solutions _singulières_. Telles sont, par

exemple, en géométrie, toutes les questions où il s'agit de déterminer

une courbe d'après une propriété quelconque de sa tangente ou de son

cercle osculateur. Dans tous les cas de ce genre, après avoir exprimé

cette propriété par une équation différentielle, ce sera, sous le

rapport analytique, l'équation _singulière_ qui constituera l'objet le

plus important de la recherche, puisqu'elle seule représentera la courbe

demandée, l'intégrale générale, qui devient dès lors inutile à

connaître, ne devant désigner autre chose que le système des tangentes

ou des cercles osculateurs de cette courbe. On conçoit aisément, d'après

cela, toute l'importance de cette théorie, qui me semble n'être pas

encore suffisamment appréciée par la plupart des géomètres.

Enfin, pour achever de signaler le vaste ensemble de recherches

analytiques dont se compose le calcul intégral proprement dit, il me

reste à mentionner une théorie fort importante dans toutes les

applications de l'analyse transcendante, que j'ai dû laisser en dehors

du système comme n'étant pas réellement destinée à une véritable

intégration, et se proposant au contraire de remplacer la connaissance

des intégrales vraiment analytiques, qui sont le plus souvent ignorées.

On voit qu'il s'agit de la détermination des _intégrales définies_.

L'expression, toujours possible, des intégrales en séries indéfinies,

peut d'abord être envisagée comme un heureux moyen général de compenser

souvent l'extrême imperfection du calcul intégral. Mais l'emploi de

telles séries, à cause de leur complication et de la difficulté de

découvrir la loi de leurs termes, est ordinairement d'une médiocre

utilité sous le rapport algébrique, bien qu'on en ait déduit quelquefois

des relations fort essentielles. C'est surtout sous le rapport

arithmétique que ce procédé acquiert une grande importance, comme moyen

de calculer ce qu'on appelle les intégrales _définies_, c'est-à-dire,

les valeurs des fonctions cherchées pour certaines valeurs déterminées

des variables correspondantes.

Une recherche de cette nature correspond exactement, dans l'analyse

transcendante, à la résolution numérique des équations dans l'analyse

ordinaire. Ne pouvant obtenir le plus souvent la véritable intégrale,

celle qu'on nomme par opposition, l'intégrale _générale_ ou _indéfinie_,

c'est-à-dire, la fonction qui, différentiée, a produit la formule

différentielle proposée, les analystes ont dû s'attacher à déterminer,

du moins, sans connaître une telle fonction, les valeur numériques

particulières qu'elle prendrait en assignant aux variables des valeurs

désignées. C'est évidemment résoudre la question arithmétique, sans

avoir préalablement résolu la question algébrique correspondante, qui,

le plus souvent, est précisément la plus importante. Une telle analyse

est donc par sa nature, aussi imparfaite que nous avons vu l'être la

résolution numérique des équations. Elle présente, comme celle-ci, une

confusion vicieuse du point de vue arithmétique avec le point de vue

algébrique; d'où résultent, soit sous le rapport purement logique, soit

relativement aux applications, des inconvéniens analogues. Je puis donc

me dispenser de reproduire ici les considérations indiquées dans la

cinquième leçon au sujet de l'algèbre. On conçoit néanmoins que, dans

l'impossibilité où nous sommes presque toujours de connaître les

véritables intégrales, il est de la plus haute importance d'avoir pu

obtenir au moins cette solution incomplète et nécessairement

insuffisante. Or, c'est à quoi on est heureusement parvenu aujourd'hui

pour tous les cas, l'évaluation des intégrales définies ayant été

ramenée à des méthodes entièrement générales, qui ne laissent à désirer,

dans un grand nombre d'occasions, qu'une moindre complication des

calculs, but vers lequel se dirigent aujourd'hui toutes les

transformations spéciales des analystes. Regardant maintenant comme

parfaite cette sorte d'_arithmétique transcendante_, la difficulté, dans

les applications, se réduit essentiellement à ne faire dépendre

finalement la recherche proposée que d'une simple détermination

d'intégrales définies, ce qui, évidemment, ne saurait être toujours

possible, quelque habileté analytique qu'on puisse employer à effectuer

une transformation aussi forcée.

Par l'ensemble des considérations indiquées dans cette leçon, on voit

que, si le calcul différentiel constitue, de sa nature, un système

limité et parfait auquel il ne reste plus à ajouter rien d'essentiel, le

calcul intégral proprement dit, ou le simple traité de l'intégration,

présente nécessairement un champ inépuisable à l'activité de l'esprit

humain, indépendamment des applications indéfinies dont l'analyse

transcendante est évidemment susceptible. Les motifs généraux par

lesquels j'ai tâché de faire sentir, dans la cinquième leçon,

l'impossibilité de découvrir jamais la résolution algébrique des

équations d'un degré et d'une forme quelconques, ont sans aucun doute,

infiniment plus de force encore relativement à la recherche d'un procédé

unique d'intégration, invariablement applicable à tous les cas. _C'est_,

dit Lagrange, _un de ces problèmes dont on ne saurait espérer de

solution générale_. Plus on méditera sur ce sujet, plus on sera

convaincu, je ne crains pas de l'affirmer, qu'une telle recherche est

totalement chimérique, comme étant beaucoup trop supérieure à la faible

portée de notre intelligence, bien que les travaux des géomètres doivent

certainement augmenter dans la suite l'ensemble de nos connaissances

acquises sur l'intégration, et créer aussi des procédés d'une plus

grande généralité. L'analyse transcendante est encore trop près de sa

naissance, il y a surtout trop peu de temps qu'elle est conçue d'une

manière vraiment rationelle, pour que nous puissions nous faire une

juste idée de ce qu'elle pourra devenir un jour. Mais, quelles que

doivent être nos légitimes espérances, n'oublions pas de considérer

avant tout les limites imposées par notre constitution intellectuelle,

et qui, pour n'être pas susceptibles d'une détermination précise, n'en

ont pas moins une réalité incontestable.

Au lieu de tendre à imprimer au calcul des fonctions indirectes, tel que

nous le concevons aujourd'hui, une perfection chimérique, je suis porté

à penser que lorsque les géomètres auront épuisé les applications les

plus importantes de notre analyse transcendante actuelle, ils se

créeront plutôt de nouvelles ressources, en changeant le mode de

dérivation des quantités auxiliaires introduites pour faciliter

l'établissement des équations, et dont la formation pourrait suivre une

infinité d'autres lois que la relation très-simple qui a été choisie,

d'après une conception que j'ai déjà indiquée dans la quatrième leçon.

Les moyens de cette nature me paraissent susceptibles, en eux-mêmes,

d'une plus grande fécondité que ceux qui consisteraient seulement à

pousser plus loin notre calcul actuel des fonctions indirectes. C'est

une pensée que je soumets aux géomètres dont les méditations se sont

tournées vers la philosophie générale de l'analyse.

Du reste, quoique j'aie dû, dans l'exposition sommaire qui était l'objet

propre de cette leçon, rendre sensible l'état d'extrême imperfection où

se trouve encore le calcul intégral, on aurait une fausse idée des

ressources générales de l'analyse transcendante, si on accordait à cette

considération une trop grande importance. Il en est ici, en effet, comme

dans l'analyse ordinaire, où l'on est parvenu à utiliser, à un degré

immense, un très-petit nombre de connaissances fondamentales sur la

résolution des équations. Quelque peu avancés qu'ils soient réellement

jusqu'ici dans la science des intégrations, les géomètres n'en ont pas

moins tiré, de notions abstraites aussi peu multipliées, la solution

d'une multitude de questions de première importance en géométrie, en

mécanique, en thermologie, etc. L'explication philosophique de ce

double fait général résulte de l'importance et de la portée

nécessairement prépondérantes des connaissances abstraites, dont la

moindre se trouve naturellement correspondre à une foule de recherches

concrètes, l'homme n'ayant d'autre ressource pour l'extension successive

de ses moyens intellectuels, que dans la considération d'idées de plus

en plus abstraites et néanmoins positives.

Pour achever de faire connaître, dans toute son étendue, le caractère

philosophique de l'analyse transcendante, il me reste à considérer une

dernière conception par laquelle l'immortel Lagrange, que nous

retrouvons sur toutes les grandes voies de la science mathématique, a

rendu cette analyse encore plus propre à faciliter l'établissement des

équations dans les problèmes les plus difficiles, en considérant une

classe d'équations encore plus _indirectes_ que les équations

différentielles proprement dites. C'est le _calcul_ ou plutôt la

_méthode des variations_, dont l'appréciation générale sera l'objet de

la leçon suivante.

Cours de philosophie positive. (1/6) · 第 12 / 39 题