ANALISE TRANSCENDANTE.
Recherches d’analise, relatives au développement
des fonctions ;
Par
M. Frédéric Sarrus, professeur de mathématiques
au collége de Pezenas ;
≈≈≈≈≈≈≈≈≈
Soit l’équation
et soient des fonctions entièrement arbitraires de sans on aura
les équations des deux couples donnent, par division,
et en égalant ces deux valeurs
L’on a encore
mais, en vertu de l’équation (3),
et
donc finalement
(4)
et l’on aurait semblablement
Si l’on avait
et que fussent des fonctions quelconques de , sans on trouverait, comme dans ce qui précède,
(5)
d’où on déduirait
(6)
et aussi
Les équations (4, 6) peuvent être utilement employées au développement de certaines fonctions. Soit, par exemple, à développer suivant les puissances de lorsque est donnée par l’équation
(7)
désignant une fonction quelconque de sans ni Nous déduirons d’abord de l’équation (7)
désignant ici la fonction prime de cela donnera
on trouverait de la même manière
La comparaison de ces deux valeurs donne
comparant ensuite ce résultat avec les équations (1), il viendra
(8)
ce qui fera devenir l’équation (4)
(9)
changeant ensuite en on aura, pour ce cas particulier,
(10)
L’équation (8) donnera donc, en vertu de cette dernière,
d’où, on conclura, de la même manière,
et de celle-là
et ainsi de suite ; de manière qu’on aura, en général
(11)
Une fois parvenu à la formule (11), le développement de suivant les puissances de ne présente plus de difficulté.
Soit encore
étant des fonctions quelconques de sans On trouvera, par la différentiation,
En posant, pour abréger,
la dernière de ces équations donne
d’où on conclut, au moyen de la première,
On trouvera semblablement
Ces équations, comparées aux précédentes, donnent
(12)
En suivant la marche qui a conduit à celles-ci, nous trouverons semblablement
(13)
En observant donc que
nous aurons
(14)
Enfin, en suivant la marche qui nous a conduit des équations (4, 8) à la formule (11), nous parviendrons aux suivantes,
(15)
Pour compléter cette recherche, il faut parvenir à l’expression de
Pour cela, soit
étant des fonctions de , satisfaisant, pour aux équations (15), du moins en ce qui concerne Avec cette restriction, l’on trouvera, en développant
et, comme il suffit de satisfaire à cette equation, nous poserons
différentiant la seconde par rapport à elle se réduira, en vertu de la première, à
d’où
mettant cette valeur de dans la seconde des équations précédentes ; on trouvera pour
et l’équation (16) deviendra
d’où on conclura
mais, en vertu des équations (15), on a
et encore
ainsi l’on aura
en observant que la quantité dans les parenthèses peut être mise sous cette forme
il viendra finalement
mais on a
partant
(17)
Une fois parvenus à la formule (17), le développement de suivant les puissances et produits des puissances de ne saurait plus offrir aucune difficulté.
Il est aisé de voir, d’après ce qui précède, ce qu’on aurait à
faire, si, ayant les trois équations
où sont supposés des fonctions quelconques de sans il s’agissait de développer suivant les puissances et produits de puissances de étant lui-même une fonction de sans et il en serait de même pour un plus grand nombre d’équations entre un pareil nombre de fonctions.
Nous terminerons par observer que M. Laplace était depuis longtemps parvenu à la formule (17) et à ses analogues ; mais seulement dans la supposition où devaient, après les différentiations, être faits égaux à zéro ; ce n’est même qu’en admettant cette
hypothèse, que M. Lacroix est parvenu aux équations (14) ; voyez son
Traité de calcul différentiel et de calcul intégral, deuxième édition, tom. I, pag. 281.