Кто открыл общее правило дифференцирования многочленов, в частности, что производная является , и когда? Я понимаю, что ответ может быть не четким человеком и годом, а, возможно, скорее последовательностью более глубоких геометрических и условных представлений. Ключевым моментом, который я ищу, является зарождающееся осознание того, что представляет собой общее правило для градиента касательных к полиномам произвольной степени, а не только конкретные результаты для параболы и кубического.
Меня не так волнует линейность , которая позволяет нам различать многочлены с несколькими членами, ни то, в какой момент открытие было доказано (с какой бы то ни было степенью строгости), но если кто-то захочет включить в ответ такие детали для полноты, которые бы, конечно, пожалуйста.
Это обычно известно как « степенное правило », хотя оно может относиться как к интегралу, так и к производной многочлена. Википедия предполагает, что правило степени для производной было открыто Ньютоном и Лейбницем, хотя это меня удивило бы. Ферма явно исследовал подобную территорию - этот студенческий проект дает некоторые детали, но, к сожалению, не хватает цитат, особенно в отношении его ключевого утверждения о том, что Ферма расширил свой метод, чтобы показать, что касательная к имел градиент . Исаак Бэрроу также активно исследовал касательные, используя бесконечно малые треугольники, которые предвосхитили дальнейшее развитие более точно, чем метод Ферма, и Йоханнес Худде тоже работал в этой области, хотя я меньше знаю о его работах. Его работа о многочленах, особенно о том, что двойной корень многочлена также является корнем того, что мы бы назвали его производной, и что максимальное или минимальное значение находится в корне производной, поразительно близко подходит к тому, что я ищу . .
Иногда я видел силовое правило для дифференциации, называемое «правилом Уоллиса» или «законом Уоллиса», что также предполагает более раннюю дату. Тем не менее, я также иногда видел эту фразу, присоединенную к квадратурной формуле Кавальери , что было бы достаточно справедливо, поскольку, согласно Википедии, Уоллис расширил открытие Кавальери (в современных обозначениях, что , для ) к рациональным и отрицательным индексам в своей работе Arithmetica Infinitorum . По сути, Уоллис заполнил многие детали степенного правила интеграции, хотя исключительный случай занимались другие . Конечно, как только мы вооружимся Фундаментальной теоремой исчисления, тогда степенные правила интегрирования и дифференцирования поют одну и ту же песню, но до этого развития тот факт, что кто-то мог (говоря современным языком) интегрировать не означает, что они могут его дифференцировать (или, как они, скорее всего, увидят его, найти его касательную). Знал ли Уоллис обе формы правления силы?
Что же касается формулы интегрирования «Кавальери», то я не удивлюсь, если ответ на мой вопрос о дифференцировании будет несколько иным для отдельных случаев быть положительным целым числом, отрицательным целым числом или рациональным числом.
Кавальери, по-видимому, был первым, кто сформулировал «степенное правило» для площадей под параболами с положительными целыми показателями, но он вывел его только до , кроме того, его методы стали неподатливыми. «Предположительно», потому что сроки нечеткие из-за отсутствия публикаций, и Ферма мог сделать это раньше. В любом случае Ферма, вероятно, был первым, кто обобщил его на рациональные показатели где-то между 1635 и 1643 годами. Торичелли, Роберваль и Уоллис независимо пришли к одному и тому же результату к середине 1640-х годов. В то время, конечно, не было интегралов, поэтому правило было выражено и выведено в геометрических терминах, хотя некоторые выводы, особенно вывод Ферма, предвосхитили идеи интеграла Римана.
Что касается производных, то название «степенное правило» было несколько более расплывчатым до Ньютона, который вывел его в знакомой форме в De Analysi (1669) с использованием флюксий. С древних времен была традиция характеризовать касательные в терминах так называемых субтангенсов, а не наклонов, которые в современных терминах представляют собой отрезки, соединяющие абсциссу с осью. -пересечение касательной. Торичелли рассматривал параболы с целыми положительными показателями и «гиперболы». вывели их подкасательные через и , что равносильно степенному правилу для наклонов, если мы воспользуемся современными обозначениями. Но самое интересное, как он это сделал. Это произошло не с помощью бесконечно малых величин Ферма или алгебраического исчисления Декарта-Худде , а с помощью кинематического описания кривых как композиций движений с использованием параллелограмма скоростей, восходящего к Аристотелю и Архимеду. Архимед, возможно, нашел касательную к своей спирали, используя такое кинематическое описание, а Торичелли, конечно, был знаком с таким описанием обычной параболы благодаря своему учителю Галилею.
Через Барроу этот подход повлиял на Ньютона и стал основой его исчисления флюксий. В более поздних работах Ньютон определял величины как прослеживаемые движениями, что позволило ему определить «первое и последнее отношения» кинематически, без бесконечно малых величин. Таким образом, Торичелли был предшественником Ньютона точно так же, как Ферма был предшественником Лейбница.
Возникновение общего степенного правила подробно обсуждается в «Истории исчисления» Бойера , стр. 120–172, со ссылками на первоисточники.
HDE 226868
Конифолд
Чешуйница
Чешуйница
Конифолд
Чешуйница