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Différentielle
(mathématiques calcul
différentiel). - On appelle différentielle d'une fonction
f (x) d'une variable x, le produit de la dérivée
f (x) de cette fonction par un accroissement arbitraire h de sa variable;
on désigne cette différentielle par la notation df(x), en
sorte que l'on a rigoureusement : df(x) =f'(x)h. Si l'on prend f(x) =x,
cette formule donne dx=h, en sorte que la différentielle de x est
rigoureusement égale à son accroissement h, et que la formule
précédente donne df(x) = f'(x)dx,
f(x) = df(x)/dx, d'où, cette notation
df(x)/dx, pour représenter la dérivée de f (x).
Pour Leibniz,
la différentielle d'une fonction, c'était son accroissement
très petit, infiniment petit, comme à disait, sans définir
les mots infiniment petit; on a par la suite préféré
dire : l'accroissement et la différentielle diffèrent
par un infiniment petit d'ordre supérieur, et il est possible de
démontrer qu'ils peuvent être substitués l'un à
l'autre dans la recherche des limites de rapports. Pour Leibniz,
l'infiniment petit, c'est le très petit, et le sentiment l'a admirablement
guidé dans l'édification de sa doctrine; s'il néglige
des infiniment petits d'ordre supérieur, c'est, dit-il, parce que,
au fond, c'est négliger le volume d'un grain de sable par rapport
au volume de la Terre, doctrine qui, si elle était prise à
la lettre, ne ferait du calcul différentiel qu'un calcul d'approximation.
J'arrive maintenant à l'énonciation
du grand principe fondamental du calcul différentiel,
qui met d'emblée la doctrine de Leibniz
au-dessus du calcul fluxionnel de Newton, du calcul
des dérivées, ou de tout autre algorithme équivalent,
principe nettement vu par Leibniz, mais qu'il ne pouvait évidemment
pas énoncer aussi clairement qu'on le fait aujourd'hui. Lorsque
l'on a établi une relation entre quantités infinitésimales
en négligeant des quantités d'ordre supérieur, si
les quantités conservées sont exprimées au moyen de
la notation différentielle, la relation en question est absolument
rigoureuse, les quantités négligées se sont détruites,
celles qui sont positives étant rigoureusement égales en
valeur absolue de celles qui sont négatives.
Et
ce beau principe, qui abrégé les raisonnements,
se démontre avec une telle simplicité que nous ne pouvons
nous empêcher d'en donner la preuve. Soit :
(1)
Adx + Bdy + Cdz = 0,
une
formule établie en négligeant des termes de second ordre;
si elle n'est pas exacte, on aura :
Adx
+ Bdy + Cdz = h,
h désignant
un terme de second ordre et cela exactement, on en déduit :
A +
Bdy/dx + Cdz/dx = h/dx;
or
dy/dx, dz/dx ont des valeurs indépendantes des valeurs de dx, dy,
dz, ce sont les dérivées de y et z rigoureusement; le premier
membre de cette formule ne dépend donc pas de la grandeur de dx,
le second au contraire en dépend tant que h n'est pas nul rigoureusement,
donc h = 0, et la formule (1)
est rigoureusement vraie. (H. Laurent).
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