ENCYCLOPÉDIE OU DICTIONNAIRE RAISONNÉ
DES SCIENCES, DES ARTS ET DES MÉTIERS
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convénient de représenter par une image physique
grossiere & imparfaite une hypothèse abstraite &
mathématique.
Géométrie transcendante ou des courbes. Cette Géométrie suppose le calcul algébrique. Voyez Algebre & Mathématiques. On doit la commencer par
la solution des problèmes du second degré au moyen
de la ligne droite & du cercle; & cette théorie peut
produire beaucoup de remarques importantes & curieuses
sur les racines positives & négatives, sur la
position des lignes qui les expriment, sur les différentes
solutions dont un problème est susceptible.
Voyez au mot Equation la plûpart de ces remarques,
qui ne se trouvent pas dans les traités de Géométrie ordinaires; voyez aussi Racine. On passera
de - là aux sections coniques; la meilleure maniere &
la plus courte de les traiter dans un ouvrage de Géométrie (qui ne se borne pas à cette seule matiere),
est, ce me semble, d'employer la méthode analytique
que nous avons indiquée à la fin de l'article Conique, de les regarder comme des courbes du premier
genre ou lignes du second ordre, & de les diviser
en especes, suivant ce qui en a été dit à l'article
cité & au mot Courbe. Quand on aura trouvé
l'équation la plus simple de la parabole, celle de
l'ellipse, & celle de l'hyperbole, on fera voir ensuite
très - aisément que ces courbes s'engendrent
dans le cone, & de quelle maniere elles s'y engendrent.
Cette formation des sections coniques dans le
cone seroit peut - être la maniere dont on devroit les
envisager d'abord, si on se bornoit à faire un traité
de ces courbes; mais elles doivent entrer dans un
cours de Géométrie sous un point de vûe plus général.
On terminera le traité des sections coniques par la
solution des problèmes du troisieme & du quatrieme
degré, au moyen de ces courbes; sur quoi voyez
Construction & Equation.
La théorie des sections coniques doit être précédée
d'un traité, qui contiendra les principes généraux
de l'application de l'Algebre aux lignes courbes.
Voyez Courbe. Ces principes généraux consisteront,
1°. à expliquer comment on représente par
une équation le rapport des abscisses aux ordonnées;
2°. comment la résolution de cette équation fait connoître
le cours de la courbe, ses differentes branches
& ses asymptotes; 3°. à donner la maniere de trouver
par le calcul différentiel les tangentes & les
points de maximum & de minimum; 4°. à enseigner
comment on trouve l'aire des courbes par le calcul
intégral: par conséquent ce traité contiendra les regles
du calcul différentiel & intégral, au - moins celles
qui peuvent être utiles pour abréger un traité des
sections coniques. Quelques géometres se récrieront
peut - être ici sur l'emploi que nous voulons faire de
ces calculs dans une matiere où l'on peut s'en passer;
mais nous les renvoyerons à ce que nous avons
dit sur ce sujet au mot Ellipse, pag. 517 & 518. du
tome V. Nous y avons fait voir par des exemples
combien ces calculs sont commodes pour abréger
les démonstrations & les solutions, & pour réduire
à quelques lignes ce qui autrement occuperoit des
volumes. Nous avons d'ailleurs donné au mot Différentiel la métaphysique très - simple & très - lumineuse des nouveaux calculs; & quand on aura
bien expliqué cette métaphysique, ainsi que celle
de l'infini geométrique (voyez Infini), on pourra
se servir des termes d'infiniment petit & d'infini, pour
abréger les expressions & les démonstrations.
En traitant de l'application de l'Algebre aux courbes,
on ne les représente guere que par l'équation
entre les - coordonnées paralleles; mais il est encore
d'autres formes, quoique moins usitées, à donner à
leur équation. On peut la supposer, par exemple,
entre les rayons de la courbe qui partent d'un cen<cb->
tre, & les abscisses ou les ordonnées correspondantes;
comme aussi entre ces rayons, & la tangente,
le sinus ou la sécante de l'angle qu'ils forment avec
les abscisses ou les ordonnées; on en voit des exemples
au mot Ellipse. Toutes ces équations dans les
courbes géométriques sont finies & algébriques;
mais il en est quelquefois qui se présentent ou qui
peuvent se présenter sous une forme différentielle;
ce sont celles, par exemple, dans lesquelles un des
membres est la différentielle de l'angle formé par le
rayon & l'abscisse, & l'autre est une différentielle de
quelque fonction de l'abscisse ou du rayon, réductible
à un arc de cercle. Par exemple, si j'avois cette
équation d [omission: formula; to see, consult fac-similé version], z étant l'angle entre le
rayon & l'abscisse, x le rayon, & a la valeur du
rayon quand z = o, il est évident que la courbe
est géométrique. Car [omission: formula; to see, consult fac-similé version] est la différentielle
d'un angle dont le cosinus est x, & le rayon a (voyez
Cosinus); donc x/a = cosinus z; or, si on nomme
u & y les abscisses & ordonnées rectangles, on
aura u u + y y = x x; [omission: formula; to see, consult fac-similé version]; & consin. [omission: formula; to see, consult fac-similé version].
C'est pourquoi l'équation différentielle
d [omission: formula; to see, consult fac-similé version], qui paroît ne pouvoir être intégrée
que par des arcs de cercle, donnera l'équation
en coordonnées rectangles [omission: formula; to see, consult fac-similé version],
qui est l'équation d'un cercle dont les coordonnées
ont leur origine à la circonsérence. Il en est de même
de plusieurs autres cas semblables.
Ces sortes d'équations méritent qu'on en fasse une
mention expresse dans la Géométrie transcendante,
d'autant qu'elles sont très - utiles dans la théorie des
trajectoires ou courbes décrites par des projectiles,
voyez Trajectoire, & par conséquent dans la
théorie des orbites des planetes, voyez Ellipse,
Kepler (loi de),
Planete, & Orbite
. Voyez aussi
dans les mém. de l'acad. des Sciences pour l'année 1710.
un mèmoire de M. Bernoulli sur ce dernier sujet.
Les sections coniques achevées, on passera aux
courbes d'un genre supérieur; on donnera d'abord
la théorie des points multiples, des points d'inflexion,
des points de rebroussement & de serpentement.
Voyez
Point multiple, Inflexion, Rebroussement, Serpentement
, &c. Ces théories
sont fondées en partie sur le calcul algébrique simple,
en partie & presque en entier sur le calcul différentiel;
ce n'est pas que ce dernier calcul y soit
absolument nécessaire; mais, quoi qu'on en puisse
dire, il abrege & facilite extrèmement toute cette
théorie. On n'oubliera pas la théorie si belle & si
simple des développées & des caustiques. Voyez
Développée, Caustique, Osculateur
, &c. Nous
ne pouvons & nous ne faisons qu'indiquer ici ces différens
objets, dont plusieurs ont déjà été traités dans
l'Encyclopédie, & les autres le seront à leurs articles
particuliers. Voyez
Tangente, Maximum
&c. On entrera ensuite dans le détail des courbes
des différens ordres, dont on donnera les classes, les
especes, & les propriétés principales. Voyez Courbe. A l'égard de la quadrature & de la rectification de
ces sortes de courbes, & même de la rectification
des sections coniques, on la remettra à la Géométrie
sublime.
Au reste, en traitant les courbes géométriques,
on pourra s'étendre un peu plus particulierement
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lur les plus connues, comme le folium de Descartes,
la conchoïde, la cissoide, &c. Voyez ces mots.
Les courbes mechaniques suivront les géométriques.
On traitera d'abord des courbes exponentielles,
qui sont comme une espece moyenne entre les
courbes géométriques & les méchaniques. Voyez
Exponentiel. Ensuite, après avoir donné les principes
généraux de la construction des courbes méchaniques,
au moyen de leur équation différentielle
& de la quadrature des courbes (voyez Construction), on entrera dans le détail des principales &
& des plus connues, de la spirale, de la quadratrice,
de la cycloide, de la trochoïde, &c. Voyez ces mots.
Telles sont à - peu - près les matieres que doit contenir
un traité de Géomètrie transcendante; nous ne
faisons que les indiquer, & que marquer, pour ainsi
dire, les masses principales: Un géometre intelligent
saura trouver de lui - même, & à l'aide des différens
articles de ce Dictionnaire, les parties qui doivent
composer chacune de ces masses.
Géométrie sublime. Après le plan que nous avons
tracé pour la Géométrie transcendante, on voit que
le calcul différentiel & ses usages y sont presqu'épuisés;
il ne reste plus à la Géométrie sublime que le calcul
intégral, & son application à la quadrature & à
la rectification des courbes. Ce calcul fera donc la
matiere principale & presque unique de la Géométrie
sublime. Sur la maniere dont on doit le traiter, voyez
Intégral.
Nous terminerons cet article par quelques réflexions
générales. On a vû au mot Application des
observations sur l'usage de l'analyse & de la synthèse
en Géométrie. On nous a fait sur cet article quelques
questions qui donneront lieu aux remarques
suivantes.
1°. Le calcul algébrique ne doit point être appliqué
aux propositions de la géométrie élémentaire,
par la raison qu'il ne faut employer ce calcul que
pour faciliter les démonstrations, & qu'il ne paroît
pas y avoir dans la géométrie élémentaire aucune
démonstration qui puisse réellement être facilitée par
ce calcul. Nous exceptons néanmoins de cette regle
la solution des problèmes du second degré par le
moyen de la ligne droite & du cercle (supposé qu'on
veuille regarder ces problèmes comme >ppartenant
à la géométrie élémentaire, & non comme le passage
de la géométrie élémentaire à la transcendante); car
le calcul algébrique simplifie extrèmement la solution
des questions de ce genre, & il abrege même
les démonstrations. Pour s'en convaincre, il suffira
de jetter les yeux sur quelques - uns des problèmes du
second degré qui sont résolus dans l'application de
l'Algebre à la Géométrie de M. Guisnée. Après avoir
mis un problème en équation, l'auteur tire de cette
équation la construction nécessaire pour satisfaire à
l'équation trouvée; & ensuite il démontre synthétiquement
& à la maniere des anciens, que la construction
qu'il a employée résout en effet le problème.
Or la plûpart de ces démonstrations synthétiques
sont assez compliquées & fort inutiles, si ce n'est
pour exercer l'esprit; car il suffit de faire voir que
la construction satis fait à la solution de l'équation finale,
pour prouver qu'elle donne la solution du problème.
2°. Nous croyons qu'il est ridicule de démontrer
par la synthèse ce qui peut être traité plus simplement
& plus facilement par l'analyse, comme
les propriétés des courbes, leurs tangentes, leurs
points d'inflexion, leurs asymptotes, leurs branches,
leur rectification, & leur quadrature. Les propriétés
de la spirale que les plus grands mathématiciens
ont eu tant de peine à suivre dans Archimede,
peuvent aujourd'hui se démontrer d'un trait de plume.
N'y a - t - il donc pas en Géométrie assez de choses
à apprendre, assez de difficultés à vaincre, assez de
découvertes à faire, pour ne pas user toutes les forces
de son esprit sur les connoissances qu'on peut y
acquérir à moins de frais? D'ailleurs combien de recherches
géométriques auxquelles la seule analyse
peut atteindre? Les Anglois, grands partisans de la
synthèse, sur la foi de Newton qui la loüoit, & qui
s'en servoit pour cacher sa route, en employant
l'analyse pour se conduire lui - même; les Anglois,
dis je, semblent par cette raison n'avoir pas fait en
Géométrie, depuis ce grand homme, tous les progrès
qu'on auroit pu attendre d'eux. C'est à d'autres
nations, aux François & aux Allemands, & sur tout
aux premiers, qu'on est redevable des nouvelles recherches
sur le système du monde, sur la figure de la
terre, sur la théorie de la lune, sur la précession des
équinoxes, qui ont prodigieusement étendu l'Astronomie - physique. Qu'on essaye d'employer la synthèse
à ces recherches, on sentira combien elle en
est incapable. Ce n'est qu'à des géometres médiocres
qu'il appartient de rabaisser l'analyse, comme il
n'appartient de décrier un art qu'à ceux qui l'ignorent.
On trouve une espece de consolation à taxer
d'inutilité ce qu'on ne sait pas. Nous avons, il est
vrai, exposé ailleurs quelques inconvéniens de l'Algebre. Voyez le mot Equation, page 850. tome V.
Si la synthèse peut lever ces inconvéniens dans les
cas où ils ont lieu, nous conviendrons qu'on devroit
présérer la synthèse à l'analyse, du moins en ces caslà;
mais nous doutons, pour ne rien dire de plus,
que la synthèse ait cet avantage; & ceux qui penseroient
autrement, nous obligeroient de nous desabuser.
3°. Il y a cette différence en Mathématique entre
l'Algebre & l'Analyse, que l'Algebre est la science
du calcul des grandeurs en général, & que l'Analyse est le moyen d'employer l'Algebre à la soiution
des problèmes. Je parle ici de l'analyse mathématique; l'emploi qu'elle fait de l'Algebre pour trouver
les inconnues au moyen des connues, est ce qui la
distingue de l'analyse logique, qui n'est autre chose
en général que l'art de découvrir ce qu'on ne connoît
pas par le moyen de ce qu'on connoît. Les anciens
géometres avoient sans doute dans leurs recherches
une espece d'analyse; mais ce n'étoit proprement
que l'analyse logique. Tout algebriste s'en
sert pour commencer le calcul; mais ensuite le secours
de l'Algebre facilite extrèmement l'usage &
l'application de cette analyse à la solution des problèmes.
Ainsi, quand nous avons dit au mot Analyse, que l'analyse mathématique enseigne à résoudre
les problèmes, en les réduisant à des équations,
nous croyons avoir donné une définition très - juste.
Ces derniers mots sont le caractere essentiel qui distingue
l'analyse mathématique de toute autre; &
nous n'avons fait d'ailleurs que nous conformer en
cela au langage universellement reçu aujourd'hui
par tous les géometres algébristes.
4°. On peut appeller l'Algebre géométrie symbolique, à cause des symboles dont l'Algeore se sert dans
la solution des problèmes; cependant le nom de géométrie métaphysique qu'on a donnée à l'Algebre (voyez
Algebre), paroît lui être du - moins aussi convenable;
parce que ie propre de la Métaphysique est de
généraliser les idées, & que non seulement l'Algebre exprime les objets de la Géométrie par des caracteres
généraux, mais qu'elle peut faciliter l'application
de la Géométrie à d'autres objets. En effet on
peut, par exemple, en Méchanique, représenter le
rapport des parties du tems par le rapport des parties
d'une ligne, & le mouvement d'un corps par l'équation
d'une courbe, dont les abscisses représentent
les tems, & les ordonnées les vîtesses correspondantes.
La Géométrie, sur - tout lorsqu'elle est ai<pb->
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