Annales de mathématiques pures et appliquées/Tome 14/Analise transcendante, article 7

ANALISE TRANSCENDANTE.

Note sur les conditions d’intégrabilité ;

Par M. B. D. C.
≈≈≈≈≈≈≈≈≈

Soient et des fonctions quelconques d’une troisième variable et soient représentés, en général, pour abréger,

par

par

quel que puisse être d’ailleurs le nombre entier positif Soit une fonction quelconque de

où on suppose que soit tout au plus égal à et posons

Si est une différentielle exacte, on aura, comme l’on sait[1], et réciproquement, si ces deux équations ont lieu, sera une différentielle exacte ; et telles sont les conditions nécessaires et suffisantes pour l’intégrabilité de la fonction différentielle lorsque et sont deux variables indépendantes l’une de l’autre.

Mais si, au contraire, était une fonction de c’est-à-dire, si l’on avait il est clair qu’alors une seule condition serait nécessaire et suffisante pour rendre intégrable la fonction différentielle Mais quelle devrait être cette condition unique ? C’est ce que nous nous proposons ici de rechercher.

Désignons en général par la dérivée de l’ordre de la fonction prise par rapport à quel que soit le nombre entier positif à cause de on aura, en différentiant,

Désignons par ce que devient lorsqu’on y substitue ces valeurs en pour en posant

sera évidemment l’équation de condition qu’il s’agit de déterminer.

Or, on a

ce qui donnera, en substituant,


Considérons, dans ce développement, la colonne dont le rang est laquelle est, comme on le voit,

en la développant et ordonnant suivant les différentielles successives de on pourra lui donner la forme suivante :

Or, les coefficiens des termes,

de ce développement, égalés séparément à zéro, ne sont autre chose que les équations de condition qui exprimeraient que est une différentielle exacte de l’ordre ces coefficiens doivent donc être nuls d’eux-mêmes, puisque est en effet une telle différentielle ; ce développement se réduit donc simplement à son dernier terme c’est donc aussi à ce dernier terme que se réduit la me colonne du développement de d’où il suit ce développement lui-même se réduit à


mais il est visible que

donc, on aura

puis donc que la condition d’intégrabilité est, dans le cas présent cette condition sera

ou

Cette conclusion est exactement celle de Lagrange dans sa 21.e leçon sur le Calcul des fonctions[2].

  1. Voyez la page 197 du présent volume.
  2. Voyez la page 412 de l’édition in-8.o ou la page 12 du supplément in-4o.