Svmmarivm
Haec lectio postremam cvrsvs partem aperit, qvae ab eo qvod derivata in pvncto dicit ad id qvod in intervallo dicit transit. Iter partis exhibet: theorema Weierstrassii praestat fvnctionem in intervallo clavso et circvmscripto continvam maximvm et minimvm svvm attingere; theorema Fermatii ea ibi collocat vbi derivata evanescit; theoremata Rollii, Lagrangii et Cavchii signvm derivatae in notitiam de toto intervallo convertvnt, et ex eis orivntvr regvla Hospitalii, monotonia, criteria extremorvm, concavitas, cvrvatvra, optimizatio et methodvs Newtoni et Raphsoni. Historiam horvm eventvvm restitvit, a methodo Fermatii ad maxima vsqve ad theorema Darbovxii, ordine fere inverso ordini partis; qvaestionem format qvae eam percvrrit, transitvm a locali ad globale, et specimine in nvmeris rationalibvs ostendit hvnc transitvm a completvdine realivm pendere. Finitvr indicando vbi hae applicationes in aliis cvrsibvs sitvs et in scientia et arte adhibeantvr.
Proposita discendi
- Iter partis describere et explicare qvid qvaeqve lectio demonstret et qvibvs eventibvs svperioribvs vtatvr.
- Explicare cvr conclvsiones globales de fvnctione, vt existentia maximi, monotonia avt convergentia methodi, praeter derivatam completvdinem nvmerorvm realivm reqvirant.
- Eventvs partis in memoria historica collocare, a methodo Fermatii ad maxima vsqve ad theorema Darbovxii, et ordinem qvo inventi svnt ab ordine qvo demonstrantvr distingvere.
- Indicare vbi applicationes derivatarvm in aliis cvrsibvs et in applicationibvs scientificis et technicis interveniant.
Probatio initialis
Anteqvam pars percvrratvr, expedit pvnctvm vnde proficiscimvr metiri. Haec svi ipsivs exploratio nvllam notam tribvit: eo valet vt sciatvr vbi immorandvm sit. Novem primae qvaestiones novem lectiones argvmenti partis ordine attingvnt, singvlae singvlas, et intellectvm eventvs earvm principalis metivntvr (qvid praestet, svb qvibvs hypothesibvs, qvid non praestet), non envntiatvm qvod memoria teneatvr; eaedem facvltates in fine, in lectione synthesis, aliis datis itervm metivntvr. Qvinqve postremae explorant qvae haec pars ex dvabvs partibvs svperioribvs nota esse ponit: theorema Bolzani, signvm derivatae in pvncto, derivatam secvndam, derivationem implicitam et infinitesima aeqvivalentia.
Antequam vnitatem incipias, pvnctvm vnde proficisceris metire. Brevis est sui ipsivs probatio: non aestimatvr, et eivs exitvs in solo tvo navigatro servatvr.
Qvaestio 1Qvo ex his casibvs theorema Weierstrassii praestat fvnctionem valorem svvm maximvm in copia indicata attingere?
Fvnctio continva et circvmscripta est, sed intervallvm circvmscriptvm non est, neqve theorema adhibetvr. Re vera nvllvm maximvm est: valores ad accedvnt neqve evm attingvnt.Intervallvm clavsvm non est: deest ei terminvs , vbi maximvm esset. Valores ad accedvnt neqve evm attingvnt.Intervallvm clavsvm et circvmscriptvm est, sed fvnctio in continva non est: limes eivs a sinistra est et valor eivs . Valores ad accedvnt neqve evm attingvnt.Fvnctio continva est, cvm sit valor absolvtvs polynomii, et intervallvm clavsvm et circvmscriptvm est. Theorema derivabilitatem non postvlat: in derivabilis non est, vbi minimvm svvm, , attingit, et maximvm svvm, , in attingit.Qvaestio 2Fvnctio in derivabilis est, cvm et pro omni . Qvid de praestari potest?
Assvmptvm est derivatam valere in toto intervallo; hypothesis eam tantvm circvmscribit. Fvnctio constans condicionibvs satisfacit et valorem in habet.Valor loco incrementi circvmscriptvs est: inaeqvalitas valoris medii circvmscribit, non . Fvnctio hypothesibvs satisfacit et valorem in habet.Non opvs est eam noscere: theorema valoris medii marginem derivatae in marginem incrementi convertit, nec scire oportet in qvo pvncto declivitas tangentis declivitati chordae aeqvalis sit.Per theorema valoris medii, pro aliqvo ex , et : haec est inaeqvalitas valoris medii. Ambo valores extremi attingvntvr, per et per , ita vt nihil amplivs praestari possit.Qvaestio 3Compvta .
Regvla Hospitalii affirmat, si qvotiens derivatarvm limitem habeat, qvotientem fvnctionvm evndem habere; si non habeat, regvlam nihil dicere, et limitem exstare posse.Ille factor oscillat, sed circvmscriptvs est, et per mvltiplicatvr, qvod ad celerivs qvam tendit.In locvm positvm est , qvasi esset infinitesimvm aeqvivalens. Aeqvivalentia sinvs cvm argvmento svo valet cvm argvmentvm ad tendit, et ad non tendit.Pro prope , qvotiens est : primvs factor ad tendit, secvndvs ad , qvia . Regvla Hospitalii nihil decernit: qvotiens derivatarvm, , limitem non habet.Repete: Regvla Hospitalii
Qvaestio 4In estne stricte crescens fvnctio ?
Monotoniam strictam impedit non nvmervs nihilorvm derivatae, sed qvod in toto intervallo evanescat; hic nihila segregata svnt.Derivata positiva ad stricte crescendvm svfficit, sed necessaria non est: in stricte crescens est et derivata eivs in evanescit.Cosinvs oscillat, sed nvmqvam celerivs descendit qvam ascendit: derivata svmmae, , nvmqvam negativa est.Derivata in solis pvnctis segregatis evanescit, vbi integer est. Per propositionem de monotonia stricta cvm derivata non negativa, in stricte crescens est.Qvaestio 5Fvnctio in continva est et in omni pvncto ex derivabilis praeter , et derivata eivs in solo evanescit. Si , , , et , qvi svnt valores eivs maximvs et minimvs absolvti in ?
Oblita svnt pvncta in qvibvs fvnctio derivabilis non est, qvae et ipsa pvncta critica svnt: in fvnctio valet .Soli valores in terminis intervalli comparati svnt; extrema absolvta etiam in pvnctis criticis interioribvs esse possvnt.Valores in candidatis svfficivnt: propositio praestat extrema absolvta in aliqvo eorvm attingi, et omnes candidatos praebet.Per propositionem de extremis absolvtis in intervallo clavso et circvmscripto, exstant et in , in avt in pvncto critico attingvntvr: in , vbi derivata non est, avt in , vbi evanescit. Satis est , , et comparare; valor in , qvod candidatvs non est, nihil confert.Repete: Maxima et minima fvnctionis
Qvaestio 6Qvae svnt pvncta inflexionis fvnctionis ?
Qvod evanescat necessarivm est, sed non svfficiens: concavitatem mvtari oportet, et in ostendit eam non necessario mvtari.Svnt pvncta critica, vbi tangens horizontalis est. Pvnctvm inflexionis est pvnctvm vbi concavitas mvtatvr, idqve derivata secvnda decernit, non prima.Criterivm derivatae tertiae condicionem svfficientem dat, et cvm non adhibetvr nihil decernit. In adhibetvr: , qvod nihilvm non est.Derivata secvnda, , in signvm mvtat; in non, qvia vtrimqve negativa est. Prope fvnctio vtrimqve concava est, et pvnctvm inflexionis non est, qvamqvam ibi evanescit.Qvaestio 7Qvae est circvmferentia oscvlans ad delineationem fvnctionis in pvncto ?
Eandem tangentem et radivm rectvm habet, sed in altervm latvs cvrvatvr: centrvm eivs infra pvnctvm iacet, et cvm , centrvm cvrvatvrae svpra id iacet.Nvmervs cvrvatvra est, non radivs: radivs cvrvatvrae est nvmervs eivs inversvs.Pro radio adhibitvm est , centro in verticali pvncti posito, qvod solvm valet si tangens horizontalis est. Hic declivitas est , et factor non est .Cvm et , radivs est , et centrvm in normali iacet, qvae est recta , ea distantia a pvncto et ab eo latere versvs qvod delineatio cvrvatvr: svpra pvnctvm, qvia .Repete: Cvrvatvra et radivs cvrvatvrae
Qvaestio 8Qvae pvncta parabolae pvncto proxima svnt?
Est pvnctvm parabolae infimvm, sed non proximvm pvncto : distantia eivs est , et distantia pvnctorvm ordinatae est . Pvnctvm criticvm fvnctionis maximvm locale est.Radix negativa reiecta est, qvasi longitvdo esset. Est abscissa, qvae negativa esse potest, et pvnctvm symmetricvm respectv axis verticalis eandem distantiam habet.Propositio de distantia pvncti a delineatione minimvm praestat fvnctioni continvae in intervallo qvod terminos svos continet, vt : pvncta remota longe absvnt, et minimvm in intervallo clavso et circvmscripto qvaeritvr.Satis est qvadratvm distantiae, , minimvm reddere, qvod minimvm svvm in attingit per propositionem de distantia pvncti a delineatione. Derivata eivs, , in et in evanescit, et valor in his dvobvs, , minor est qvam .Repete: Problemata optimizationis
Qvaestio 9Fvnctio in crescens et convexa est, et radix eivs est , prope . Qvid facivnt iterata Newtoni et Raphsoni a pvncto initiali ?
A sinistra radicis tangens fvnctionis convexae et crescentis axem a dextra radicis secat, qvia infra delineationem iacet. Approximatio monotona postvlat vt a pvncto incipiatvr vbi positiva est.Theorema a non adhibetvr, sed a adhibetvr: corollarivm ostendit primam correctionem ad latvs rectvm dvcere.Sola prima correctio radicem transit; a omnia iterata a dextra eivs manent.In fvnctio negativa est: hoc est latvs pravvm. Per corollarivm de pvncto initiali in latere pravo, primvm iteratvm ibi cadit vbi positiva est, et ab eo theorema de convergentia monotona iterata praebet qvae ad radicem decrescvnt; secvndvm est , prope .Repete: Methodvs Newtoni et Raphsoni
Qvaestio 10Ex vnitatibvs prioribvsFvnctio in continva est, cvm et . Qvid praestari potest?
Theorema existentiam praestat, non vnicitatem: hypothesibvs satisfacit et in tribvs pvnctis evanescit. Ad vnicitatem aliqvid amplivs reqviritvr, verbi gratia vt fvnctio stricte monotona sit.Dvo valores de monotonia non decernvnt: inter eos fvnctio ascendere et descendere potest, vt .Pvnctvm medivm primvm est qvod bisectio examinat, sed radix alibi esse potest: hypothesibvs satisfacit et in evanescit.Est theorema Bolzani: fvnctio in intervallo clavso et circvmscripto continva, cvivs valores in terminis signa opposita habent, in aliqvo pvncto interiore evanescit.Repete: Theorema valoris intermedii
Qvaestio 11Ex vnitatibvs prioribvsFvnctio in intervallo aperto qvod continet definita est, et . Qvid praestari potest?
Derivata in pvncto monotoniam circa id non regit: fvnctio qvae valet si et in derivatam in habet, neqve in vllo intervallo aperto qvod continet crescens est.Propositio localis est: tantvm prope valet. Sinvs derivatam in habet, et valorem in habet.Hypothesis de sola derivata in loqvitvr: fortasse in pvnctis vicinis derivabilis non est, et etiamsi sit, derivata eivs in fortasse continva non est.Est propositio de signo derivatae in pvncto: qvotiens incrementalis prope signvm limitis svi servat. Qvemqve valorem vicinvm cvm comparat, non valores vicinos inter se.Qvaestio 12Ex vnitatibvs prioribvsCompvta pro .
Est , derivata prima: semel amplivs derivandvm est.Deest derivata termini ex , qvae est .Derivatae secvndae factorvm mvltiplicatae svnt, . Derivata secvnda prodvcti non est prodvctvm derivatarvm secvndarvm.Per regvlam prodvcti, , et itervm derivando, ; in logarithmvs evanescit.Qvaestio 13Ex vnitatibvs prioribvsAeqvatio prope pvnctvm fvnctionem derivabilem definit, cvm . Qvantvm valet ?
Derivatvm est qvasi constans esset: deest terminvs regvlae prodvcti.Derivatvm est vt , sine mvltiplicatione per : a pendet, et regvla catenae dat .Signvm amissvm est cvm incognita eliceretvr: ex obtinetvr .Derivando secvndvm , cvm regvla prodvcti in et regvla catenae in , obtinetvr ; in pvncto fit .Qvaestio 14Ex vnitatibvs prioribvsCompvta .
Svmptvm est vt aeqvivalens ; aeqvivalens est .Est limes qvotientis inversi: nvmerator et denominator permvtati svnt.Haec forma tantvm indicat theorema de limite qvotientis non adhiberi; limes exstare potest, et hic exstat.Cvm , et ; nvmeratore et denominatore per aeqvivalentia sva svbstitvtis, qvotiens est .
Argvmentvm oneratvr…