historia del calculo guillermina waldeg

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  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    1/60

    Pa :.'-:i:'

    l,sri:;i

    :

    l-

    ::r

    ''

    +.i,j'.1

    va-i+n.

    :"

    li.

    '*1

    -

    --

    -

    ---

    =

    i: r-*.:

    B:;:

    s.*==:

    l';-1.:i

    Seecin

    F+-{eter:*t?ce

    Hje.a*e'uE'*'a

    C['".t

    r".

    '.

    '

    lf

    -

    Epru

    v

    ,/

    \

    . -_-.

    1.

    i

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    2/60

    Mecanograffa:

    Di-bu

    jo:

    rmpre

    s

    in

    :

    Jos

    Luis

    Gasser

    p.

    Margarita

    Brito

    Enrigue

    Oaxaca

    Rebeca

    Mora

    Hctor

    Mares

    Guillermina

    Waldegg

    Sec.

    Mat. Educ.

    CIEA

    del

    Ip:.;

    de

    Investigacin

    y

    Octavio

    Corts

    Jos

    Luis

    Hermosiilo

    Juan

    Hermosillo

    L>.

    de

    I'latemtica

    Educativa

    ,reI

    s

    Avanzados

    del

    IpN.

    ,/

    \

    I

    'l

    I

    .t_:.:i_co,

    j

    =cc

    in

    -=

    s:uC

    io

    e.

    -.o

    r--

    -.-,-

    -

    .,ffiiresr

    :-1::li;1:.- ::

    '

    .'

    ,;:AUtOr:

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    3/60

    Introducci

    n

    Pg.

    1

    2

    1

    1B

    t+

    30

    ?c

    q

    +5

    rr-: ':.ffi

    El

    Clculo

    de

    Leibniz

    I I.1

    Los

    0rgenes

    II

    .2 El Tringulo

    Ca

    II.3

    Transnrutaci'

    I.

    I saac Newton

    ,/L1

    Primeras

    Ideas

    Sobre'la

    Variacin.

    /I.2

    Ideas General

    es sobre

    I os Momentos

    /'I

    .3 Fluentes

    y

    Fluxiones

    I

    .4

    Deter

    ni

    naci

    n

    de 14ximos

    y

    Mnimos

    i.5

    Trazar

    Tangentes

    a

    Curvas

    i

    .6

    La

    Cicl oi

    de. Tangente

    y

    Cuadratura

    1.7

    Un

    tratado

    del

    Mtodo

    de

    Series

    ,,'Fluxiones

    I.B

    Teorema

    del

    Binomio

    II.

    Surna

    s

    .-

    :

    II.1

    --:,a.:'1':=

    -:'

    II.5

    *c

    .-'

    =-=:_---:=:-

    II.6

    Dlfere:--':-=.

    :=

    -'

    :

    II

    .7

    El

    Signli:c:::

    :=

    :

    -

    -

    =

    =

    r^ I a c

    -

    glL

    lqJ

    _

    a__

    ^^

    :

    -'::-.a

    Ari

    tmt'ica

    (q

    tr7

    .

    61

    del

    Crc'-':

    Leibniz

    II.B

    Leibniz

    y

    ^,e,--r.

    iII.

    l-a

    Epoca

    de

    Eul er

    I

    I

    I.1

    El

    Concepto

    de

    Funcj

    n

    i

    -2

    Funcin Exponencia'1

    y

    Funcin

    rtmrca

    I

    I I .3

    Func'iones

    rri

    gonor"nt.ri

    ca s

    III.4

    '),tc"er"c'e' s

    cl c

    Ias

    Fur:iores

    II

    I.5

    Descur r'inrierr:o

    por

    lnaloga

    6B

    77

    otr

    JJ

    ao

    93

    95

    de

    t^^-

    r_u9d-

    El

    emental

    es

    9B

    9B

    'I

    ni

    ..:

    l

    :

    --altico

    ::

    l'lcul

    o

    i-::r-ior

    -:-

    -

    -'"esinlal

    es

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    4/60

    c.

    Anal

    ti

    cas

    Tayl

    or

    de

    Lagrange

    Pg.

    1i0

    IV,

    vi.

    La

    Teora

    de

    I as

    Func'iones

    ;."';lcin

    e

    la

    trmula

    de

    V.

    '---l

    5l

    Cl

    cul o'de=-Atuerdo

    de

    Cauchy

    '

    Ri

    emann

    i/.

    1

    Funci

    ones

    y

    Conti

    nui

    dad

    Y.2

    Fourjer

    Y

    1a

    Discontinuidad

    V.3

    Bolzano,

    Cauchy

    y la

    Continuidad

    V.4

    El

    Clcu'lo

    D'iferencial

    de

    Cauchy

    y

    Heierstrass

    1i5

    115

    1i9

    124

    I-JJ

    r.40

    149

    lqR

    167

    V.5

    La

    Integral

    de

    CauchY

    V.6

    La

    Integral

    de

    Ri

    emann

    y

    sus Reformul

    aci

    ones

    El

    Desarrol

    I o

    de'l

    Concepto

    de

    lntegr^al

    l-lenri

    l-ebesgue

    ApnC'i

    ce

    ffi*re

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    5/60

    r

    : I r-';

    ::

    |

    ).;,i

    ..1

    INTRO '-' :

    Iniciaremos.pues,

    estas

    notas

    Ce

    i-ti

    l'i

    et.l 1-o': y

    i_tl

    l:rt

    'Z

    pe

    r0

    SLi

    Dr-

    yt.C

    1

    e

    ,

    'tluclro:

    s'.'c3 d

    -.cs.

    storia

    del

    Clculo

    con

    el

    t- .

    frecho

    Ce que

    est

    iu'stor^ir

    ,

    i.-

    ,

    ,-

    al.

    El

    bescubrimiento del

    Cl

    cul

    o

    '

    '

    O--r*ci

    lmente

    podemos

    pensar que

    e-

    -c--:

    -:

    -: := :s

    -::emti.ur'

    ,.u,.".,

    producto

    del trabaJo lndivJ

    dua'l

    .

    La Geoi:::-':

    l-:'':-

    ::

    :e

    Descants,'y:,

    Fermat

    no

    es,

    solamente,

    e1 resultado

    de

    sus:-::-::

    --.=:

    no

    que

    f ue

    surgl

    endo

    a

    travs

    de

    muchos

    i nter,--::

    :_:

    ::-

    .

    :

    sigi

    os

    XVi

    y

    XVI

    I.

    Los trabajos de

    Apol

    onio,

    Cres-=:

    .-:--

    otros,

    fueron

    determjnantes

    en este

    trayecto.

    Del

    nrismo

    modo,

    el

    desarrollo

    del

    clcu'lo

    no

    lo

    pc:3*:

    trabajo

    de

    dos

    personas:

    Nervton

    y

    Leibnizr

    puEsto

    que'los

    tos

    por

    resol

    ver

    probl

    emas

    ne'l

    ac

    j

    onados con

    esta

    d

    j

    sc'ipl

    i

    n.

    s:

    a

    las

    especulaciones

    fjlosfjcas

    de

    los

    antiguos

    griegos.

    i.,,r-r-

    Eratstenes

    y

    Arqumedes

    y, posteriormente,

    Kepler,

    Cavalier:,

    [dal

    I

    j

    s

    ,

    Barrow

    y

    otros,

    jugaron

    un

    pape'l

    importante

    en

    el

    procesc

    du

    rac

    i

    n

    de

    I

    a

    s

    'idea

    s

    del cl

    cul

    o.

    Dec'i

    r

    que

    I'iet'ton

    y

    Leibniz

    descubrjeron

    el Clculo

    en

    el

    siglo,r.-

    no

    signi

    f

    ica sol

    arnente c..,'e

    descut,rieron

    mtodos

    efectivos

    para

    la

    scl,-

    cjn

    de

    problel;as

    o e

    i.','c'rcrabar':

    :engentes

    y

    cuadraturas

    (o,

    en

    teni:-

    nologa

    moderna,

    cer'iva:i. :

    '"--e

    rac'jn)

    ,

    ya

    que

    estos

    problernas

    ha-

    ban

    sido

    estudiaCos

    con

    ,,--:

    :::..

    'a

    antigedad.

    El

    mrito

    jndudable

    de

    estos

    dos

    genios

    radica en

    '.

    c::er^encia

    entre

    e'l mero descubrim.iento

    de

    un

    hecho

    importante

    y

    e1

    recofcci:

    iento

    de

    que

    este

    hecho

    es

    importan-

    t,

    es

    decir,

    que

    nos

    da

    las

    bases

    cr

    rrogresos

    poster.iores.

    La

    contri

    bucj

    n

    de Nelton

    y

    Lei

    b:'z

    ,

    por

    1

    a

    que prooiamente

    se

    I

    es

    acredi

    ta

    como

    descubriCores

    del C1

    cul o,

    no

    es

    sol

    amente el recorrocinri

    en

    to

    de'i

    "teorenta

    fundamental

    del

    clculo''

    conto un hecho rtemtico,

    sino

    el

    haberlo

    empleado

    para

    derivar,

    de

    la

    rjca

    ama'lgama

    de

    tcnjcas

    jnfini

    tesinra'l

    es

    ya

    ex.i

    stentes,

    un

    poderoso

    instr^umento

    alqortm'ico

    para

    el

    cl

    culo

    sistenttrco.

    'l:ClOneS

    r'S.i-

    l':-:1 en

    los

    J:

    A^

    ZA

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    6/60

    ]SAAC

    NEWTON

    Newton

    nacj

    el

    da

    de

    Navjdad

    de 1642,

    pero

    nada

    de

    lo

    que

    conocemos

    de

    su

    juventud

    y

    primeros

    estudios

    parece

    anunciar el

    hecho de

    que

    su

    v1-

    da

    y

    su

    traba

    jo

    marcaran

    una

    nueva

    etapa

    en

    I a hi stor.ia

    'intel

    ectual

    de

    r

    a

    huinan.idad.

    Ingres

    er_Qambri

    dge

    en

    166i

    y

    en

    r-869 ocup

    I

    a

    ctedra

    Lucasiana

    al

    ret.irarse

    Barrovl,

    puesto

    que

    deser,':e

    hasta

    1696,

    cuando

    de

    j

    Londres

    para servir

    como

    custodio

    de

    la

    casa

    c='/:r,e:a.

    Tras

    su

    muer-

    te

    en

    \727

    fue

    sepultadO

    en

    la

    Abada

    de lJes*-'"s--='c:-

    t:al

    pompa

    que

    vol

    ta.i

    re

    escri

    bi

    ,,He

    vi

    sto

    un

    prof

    esor

    de

    ra--:-i--::as

    ,

    sl c

    porque

    fue

    grande

    en

    SU

    vocaci

    n,

    sepul

    tado

    como

    UI^i

    I^.j

    C-: :a

    hec:.

    ::

    en

    a

    SUS

    sub-

    di

    tos".

    Aparentemente,

    Newton

    'inicj

    sus

    es:-:'cs

    serjos

    de

    ra'":rticas

    -

    co-

    menzando

    con

    l

    os

    El

    ementos

    de.

    Euc:

    i

    :=s

    :

    : Geometra

    de

    escartes- en

    el verano

    de 1664.

    Durante

    1565

    , '-"'

    c:ando

    Canibridge

    f

    'e

    cerrada

    a

    CauSa

    de una

    p1aga,

    Newton

    re;-=s-

    : Si

    CaSa

    en Lincolnsi'ire

    '

    y

    ah

    Sen-

    t

    'l

    as

    bases

    para

    l os

    lres

    ;

    ":';=s

    i

    ogros

    de

    Su

    Carrera

    c:

    ertfi

    ca:

    el

    clculo,

    la

    naturaleza

    c.'a

    '''7

    la

    teora

    de

    la

    graVitacin'

    Los

    ,,pri

    nci

    p

    j

    a

    ,,,=-_-=*ati

    ca,,

    de

    1687

    y

    1a "0pt

    jcks"

    ce

    l7C4

    detal I an

    SUS

    contribuci:r=s:

    a mecnica

    y

    a

    la

    ptica.

    Sin

    embargo

    SUS

    contri'oi

    ciones

    a;a

    r'-e,-tica

    pura

    (includo

    el

    c1cu1o)

    permanecieron

    sin

    pub'l'

    car

    duran:e [,ucho

    tiempo.

    A

    su

    muerte,

    Nepton

    dej

    una

    gran

    cantidad

    de manuscritos

    maiemt-ico.

    inditos,

    algunos

    de

    los

    cuales

    haban circu'lado

    entre

    sus

    contetnporneo.

    o

    servido

    de base

    para sus

    infrecuentes

    publicaciones

    nlatemticas.

    Estos

    manuscritos

    han

    sido

    organizados

    s'istemticarnente

    y pub'1

    icados

    pc'

    Cam-

    bridge

    en

    ''The

    l,lathemat'ical

    Papers

    of

    Isaac Netvlon"

    editado

    por

    ).

    -i.

    llhiteside.

    A

    continuac'in

    presentaremos

    a'19unas

    de

    las

    nocicnes

    '-'--

    Nepton

    maneja

    en

    suS

    trabajos

    sobre

    el

    clcul

    o,

    as

    Cor-t

    -

    :-'

    especfjcos

    reproduc'idos

    en su forma

    original

    .

    ffi'*S '::

    ),,,

    : *rtu* .

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    7/60

    ,l;i5

    it

    L1 :

    pR

    I MERAS I

    DEAS

    S0BRE

    LA.

    VAR

    I :

    : :.,

    ,

    Vamos

    a

    suponer

    que

    las

    cantidaCes

    ,,3-.::'=.

    forma

    continua

    a

    medjda

    que

    transcurre (,,fluye,'

    . :-

    Para

    in'ciar

    nuestra di

    scusin

    sobre

    I a

    i

    ce

    a

    tomar

    un

    ejemplo,

    estudjado

    injcialmente

    por

    Galileo.

    s= .-

    v'i I

    que

    se

    despl

    aza

    recti

    I

    neamente

    con

    vel

    oc.idad

    constan--e

    dad

    variable

    que

    tomaremos

    en

    cuenta

    es

    el

    espacio

    recorricc:

    Podemos

    nepresentar

    d

    jcho

    espacio

    (=

    di

    stancia

    recorr.ida)

    cor.:

    Cuando

    haya

    transcu

    rrj

    do

    un

    t i

    empo

    t

    ,

    el

    igua'l

    a

    kt.

    espacio

    recorrido

    fi

    =

    kt

    -=

    Ase

    r

    '

    ;__

    ,1

    \

    t rc

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    8/60

    Tambjn

    podemos

    representarnos

    esta

    rea

    como

    generada

    por

    e'l

    vim'iento

    conti

    nuo

    de

    una

    recta

    de

    Lon i

    tud k

    (l

    a

    ordenada

    )

    :

    Cua n

    do

    oi

    denada

    se

    ese tiempo

    s

    tamos

    dA,

    S

    dA=k'dt

    1-

    ld

    s

    r

    en

    den o

    mo

    transcurre

    un

    ti

    em::

    j

    -

    ir

    -'

    --esi

    mal

    (

    "muy

    peque0

    "

    )

    dt

    desplaza

    tambin

    ,-.3

    :'.--..-ia

    'inf

    injtesimal.

    Entonce

    e

    producir

    ,r

    '^:'e-:n'to

    l'nf

    inites'imal

    "del

    rea,

    que

    egn'

    '*-'c

    (1)

    tendremosl

    que

    poderncs

    i nterpretar

    di

    ci

    endo

    que

    mente

    proporcional

    a

    la

    variacl'n

    del

    El

    cociente

    ("razn

    de

    cambio")

    I

    oci

    dad

    con

    'la

    cual

    cambi

    a

    el

    rea.

    I a

    vari

    aci

    n

    tiempo.

    de dA

    entre

    Es

    deci

    r,

    del

    rea

    es

    di recta

    dt

    nos

    produce

    la

    ve-

    dt

    representa

    el

    cambio

    de

    rea

    por

    unidaC

    Ce

    tiempo.

    El

    hecho

    que

    dA/dt

    =

    k

    constante, quiere

    decir

    qu'e

    el

    rea

    cam

    bia

    (se

    incrementa)

    con velocjdad

    uniforrne.

    Consi

    dereros ahora

    una

    si

    +"uaci

    n ms

    i

    nteresn-re:

    Supongamos

    que

    e'1

    mvir

    se

    desp'1 aza

    con

    velccicad

    dA

    ,-

    unifonriement-e

    o

    rePresentanlcs

    cel

    arada.

    Entonces

    en

    F

    .St:

    i

    ^

    iempo-velocidad esto

    I

    sffi

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    9/60

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    10/60

    dA=at

    dt+

    Fccercs

    i

    gnorar

    I

    a

    contri

    bt.,ci

    n

    (c'")2,

    argumentandc

    en nuestro

    mode'l

    Ci remos r

    incremento

    infjnitesimal

    ,

    podremos

    pues

    cons:::.'

    dt

    la

    velocjdad

    del

    mv'il

    permanece

    cons'-ar--:.

    Es deci

    r,

    i

    gnoramos

    l

    a contri

    buc

    i n

    iec

    -

    =

    ::'

    Entonces

    el

    corresPondiente

    durante

    el

    tiemPo

    dt) es:

    at

    . (dt)

    que

    es

    i

    nf

    I'n

    j

    tamehte

    pequea

    .

    dt

    es

    "como si

    fuese nulo".

    Afi rmamos

    pues

    :

    espacio

    recorrido

    a

    -(t

    )'

    \

    -t:_-

    hecha

    al

    incremento

    dA

    por

    j-

    u

    L

    o

    (conceptuai

    )

    geomtrico-fisjco

    incremento-

    dA

    r

    c,e i--ante

    Dcr

    'lo

    tanto

    rr.-,.

    .)'.,

    v=at.El

    dt

    es

    un

    el

    ti

    empo

    ciA

    =

    at

    dt"

    dA.

    +.

    "En

    el

    instante

    t,

    el

    cuerpo

    mvil

    tiene una

    velccidad

    incremento

    que

    rec'ibe

    esta veloc'idad

    a'l

    transcur-r'r

    e-

    t:

    eir'po

    +

    ^

    '(t)2

    a

    0tra forma

    de

    presentar

    este

    hec:: ss

    c.:parar

    la

    contribucin hecha

    por

    -

    1

    .2

    el

    sumando

    -j_

    a

    (dt)'

    c3'

    -3

    -:cha

    por

    el

    sumando

    at

    .dt.

    Para

    ello,

    I

    consiCeremos

    la razn:

    (dt)2

    _-7-

    d

    dt

    1

    don de

    en

    el

    2t

    Esto

    qui

    ere

    deci

    r

    que

    comparando

    con

    t,

    dA

    =

    at

    Resumiendo

    nuestra

    di

    scusin

    tendremos:

    (a)

    S'i

    fl

    =

    kt

    entcnces

    dA

    =

    k.

    dt

    (b)

    Si A

    =

    -L

    at?

    entonces

    dA

    =

    at

    .

    dt

    -l

    r\

    Z

    ,

    11

    ambos

    casos,

    A representa

    el

    espaci

    o

    recoi^ri

    co

    DGr

    un

    tlempo

    t

    cue indica&.lqi'1nulas.

    mvil

    f:fus

    d

    ..#W-ht r

    {

    I

    t

    I

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    11/60

    Vamos

    a

    tratar

    el

    abstracto,

    referi

    do

    a-l

    habl

    ando

    en

    'las

    P9i

    nas

    ejempl

    o

    anteri

    or desde

    un

    punto

    de

    vj

    sta

    ms

    modelo

    geomtrico-ffs'ico

    de1 qu

    hemos

    estado

    Supongamos

    ]d-ldo

    un

    zamiento

    uniforme

    de

    BC:

    anteri

    ores

    :

    tringu1o

    ABC

    que

    est c::erado

    por

    e1

    despla

    Entonces,

    al fluir

    unjformemente'la

    base

    AB,

    sta

    adquiere

    un

    jn

    cremento

    BD

    y

    en

    consecuencia

    el

    tringulo

    ABC

    adquiere el incremento

    BDEFC.

    De este'ncremento,

    el tringu1o

    EFC es consecuencia

    de

    la

    ace

    leracin

    Ce'l

    mov

    jm'iento

    (N0

    del

    movimjento

    de

    BC,

    que

    f 1uye, un

    jformemen

    t8,

    sj

    no del

    mvi

    I

    cuya

    vel

    oci daC

    v

    =

    BC

    )

    .

    Por

    I o

    tanto,

    sj

    BD es

    'i

    nfi

    ni

    tamente

    pequeo,

    durante

    ese

    "i

    empo

    e'l

    'incremento

    de

    la

    velocidad

    (de1

    mvil

    )

    es

    EF

    que

    es

    tambin

    jnf

    jni

    tamente

    peque0.

    De

    al

    I f

    que

    I a

    variacin instantnea

    del

    tringu1o

    ABC

    este

    representada

    por

    e1

    rectngu'lo

    BDEC.

    I

    v

    i

    f

    I

    t

    I

    I

    (

    ''-

    )

    f

    /-

    -{L

    i^_ :

    l,'ri E

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    12/60

    1,2

    :

    InrRs

    oeNrnALEs

    soeRr

    Los

    t'10teNlos

    como

    en

    la

    seccin

    anterior,

    seguremos

    considerando

    que

    cantidades

    variables

    crecen

    decrecen

    ,Do+----u+

    ii'ovimiento

    (fluio)

    tinuo.

    El

    incremento

    ins--a:'-5':

    variable

    x

    lo

    denot:r=-:s

    "i't'

    se

    Este

    momento

    Drjeae

    seT

    Pcs

    i ti

    vo

    cantidaC

    inf

    ::,::es'imal

    '

    s*,ante

    )

    de

    una

    Segnlatermino.logfaempleadaporNewion,losrc_entos

    pri

    nci

    pj

    os

    naci

    entes

    de

    cant'i

    dades

    fj

    ni

    tas.

    como

    I

    os

    n:::itos

    nitudes

    'inf

    inites'imales,

    entonces

    '

    en

    lugar

    de ref

    eri

    rncs

    a s'J

    cambi

    o,

    es

    deci r,

    0"

    nos

    'interesa

    ms

    estudi

    ar

    sus

    razones

    de

    las

    con

    'i

    'l

    axa su

    "ir'cmen:c'

    negativo,

    Pero

    no

    s-

    '

    ci

    f

    erenc'ia'l

    ,'.

    es

    fr

    ni

    to:

    es

    una

    son

    son

    mag

    "

    tama

    SUS

    VC

    I

    oci

    dades

    .

    El

    desarrol

    I

    o

    que si

    gue

    est

    construf

    cio sobre

    el

    -

    conten'ido

    del

    lenn

    II

    del

    libro

    lI,

    de

    los

    Principia

    de

    Newton.

    consideremos

    ahora

    el

    producto

    de

    dos

    cantidades variables

    (que

    pueden

    no

    coi

    nci

    d'ir)

    y

    cal cul

    emos

    suS

    momentos

    (es

    dec'ir,

    sus

    "diferenc'ias"

    segn

    Le'ibniz

    "difeenciales"

    segn

    e1

    uSo

    actual

    )'

    Geomtricamente,

    Ias

    expresiones

    de

    este

    tipo

    corresponden

    a

    reas'

    b.ien

    sea

    de rectngulos

    cuadrados

    (si

    coinciden

    las

    varjables)

    '

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    13/60

    -

    g:.

    ti

    empo

    ,

    ?

    x suTre

    ,2

    oox

    se

    Cuando

    estas

    varlab'les

    se

    incrementan

    (siempre

    es

    decir,

    en

    "funcjnu

    9..l

    tiempo)

    entonces

    e1

    un

    incremento

    que

    se

    puede

    calcu'lar

    asf:

    Si

    el

    "momento"

    de.ua-lado

    x

    es

    c.r entonces

    el

    incrementa

    en x

    .

    dx

    a

    causa

    ce' -:-rento

    dx.

    X.dX

    se

    incrementa

    I

    a

    otra dimensin

    rea.

    Por lo

    tanto

    2x

    .

    dx

    es

    incrementos'independientes

    (no

    ,

    tambin

    produce

    un aumento

    el

    incremento

    total

    del

    rea

    simul

    tneos

    )

    de

    I

    as dos d'i

    dependi endo

    del

    pi'oducto

    xy

    rea

    del

    cuadra

    A

    t

    t:

    t

    t

    qi

    x.

    dx

    en

    e'l

    ?-

    x

    por

    tos

    mensiones.

    ZQu

    men

    te

    ?

    suceder

    s'i

    las dos

    dimensiones

    se

    i ncrementan

    simul tnea

    I

    ilrr

    [-*

    I

    i

    I

    t+.'

    L

    I

    i

    i

    i

    etu

    \/

    l

    (

    I:

    i=

    t^;:

    v I

    '.r,

    E :

    \l

    /\ +^

    I

    --

    tr

    \--

    Itr.E=

    LI

    ,i

    IFJ

    I

    r

    I

    {ntttrlrf

    }

    I

    \l

    .'-y

    I

    /

    dx

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    14/60

    r

    -i,.

    ji.-.?a=..

    -.*-.::.*i.

    :

    j.,..,.

    :

    i

    .

    ;

    ;r:

    +.--,9- +

    -

    r-^.

    r..:

    i.1:i.:'

    :.;..t,,\,r':lj

    i.lrt:,l:.

    j::r

    ..i-;:.i:

    En

    ta'l

    ca

    s

    c

    el

    'i

    nc

    remen+"0

    Cel

    rea

    CA

    =

    2x.

    dx

    +

    (Cr)2

    2

    A

    =

    X

    CS:

    e'l

    surnar.o

    (*

    )2

    corre

    s

    pon

    de

    recha,

    c e

    se

    produce

    debido

    si ci,es.

    cuadrito

    rayado-1a

    incremento

    simul

    tneo

    figura

    de

    la

    de

    de

    las

    dos

    dimen

    al

    al

    En

    la

    seccin

    anterior

    presentamos

    varics

    argumentos

    para

    jus

    tificar

    el

    que

    los

    "momentos"

    (

    d'iferenciales

    s'i

    asf se

    prefiere)

    ele

    vados

    al

    cuadrado

    se

    pueden

    ignorar frente

    a

    Ios

    "momentos

    Iineales".

    En

    efecto,

    nuevamente:

    (dx)2

    2x.dx

    dx

    LX

    ,

    que

    es

    'inf

    i

    n

    j

    tamente Dec',eic

    ,

    por

    1

    o

    cantidac,

    infin'itesimal,

    es

    deci ^

    de

    cero

    perc

    que

    es

    ms

    pequea

    i

    I

    \.

    ,

    l

    dtnarra

    (finita)

    cual

    (dr)2

    se

    puede despreciar

    fren+-E

    a

    2x

    .

    c.r

    c,;eCando entonces:

    dA

    =

    l.x?'.

    =

    ?t. cx

    ESta

    '.'anera

    Ce

    '

    de-:Str.-"

    e'l reSUl

    tado

    pUede

    pareCernOs "impre

    c'isa".

    Pero

    reccrceras

    q'Je

    se

    apoya

    en

    un

    argumento

    f

    f

    sico

    y

    en

    una

    serie de

    ideas

    Ce la

    geometrfa

    inf

    in

    jtes'imal.

    Es bueno

    recordar

    en

    este

    momento

    que

    la matemtica

    del siglo

    XVII

    presenta

    un

    marcado

    contraste

    con

    la

    matemtica

    cls'ica

    de

    los

    griegos

    en

    el

    aspecto

    de'l

    rigor.

    Las consideracjones

    sobre

    los

    "momen

    tos"

    (que

    no

    son cantidades

    finitas s'ino

    'infjnjtesjrnales)

    ,

    su corres

    f

    pondiente manipulacin

    como

    si

    fuesen

    cantidades

    ordinarias

    necesit,

    sin duda,

    de

    la

    audacia

    propia

    del

    vis'ionario.

    I

    I

    que

    cualqrrter

    c$--

    -

    Decjr

    que

    dx

    es

    una

    que

    dx

    es

    d'istinta

    "r 4 L .-:

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    15/60

    afirmaba pues

    que

    ura ca^--':c

    inf

    in'tesimal

    era

    una

    e n--.

    r:.?.";

    t:l

    ji

    :;,

    t.:.',rj.-.iH

    10

    '

    .tti.,,

    '

    El

    pensami

    ento

    de

    Newton

    a

    este

    reseecto, ya

    I

    o

    hemos

    vi sto,

    es

    ':-t

    .'

    .

    ii.marcao

    intensanente

    por

    cc::si:er-=::c'=s

    fs'icas.

    Po,r

    eso

    l

    no

    habla

    de

    la

    "d.iferencia"

    (como

    Leibniz)

    ce

    cs

    crtidades

    que

    estn

    in

    I

    flnitamente

    prxinras

    sino

    que

    h+bia

    Ce

    "r::er:3s'

    tara

    'l

    ,

    una

    variag

    llgg|||u.luLHlv,\l',v,]--::--..--

    bl e es

    una canti

    dad

    que

    f

    l

    uye

    y

    ,

    entonces

    ,

    eso

    c'Ja

    eso

    c'Ja

    es,

    e"

    el

    jnstante

    mismo

    en

    que

    empieza

    a fluir,

    es

    el

    "*o*unaolllJru::---:cac:

    se

    que

    preservaba

    cua'l

    j

    dades

    de

    I

    o

    conti

    nuo.

    En el

    lema

    II

    (1ibro

    II)

    de

    los

    principia,

    Newton

    da

    para

    calcular

    los

    momentos

    (diferenciales)

    oe

    1cs

    productos

    de

    distintas

    variables.

    sr'denotamos

    A,

    B,

    c

    las

    variables

    dC

    sus

    respectivos

    momentos,

    entonces

    Si

    la

    expresr'n

    es

    -

    su

    dl'ferenc'ial

    es:

    d(AB)

    -A.dB

    B.ci

    d(A"

    )

    =

    nAn-1

    I ; c

    r.

    -'

    : c

    y pc'-e:

    c:

    a

    s

    J

    L.r,

    Llr

    AB

    I.I

    A

    dA

    n

    A;

    y

    asf

    sucesivanent.

    Si

    denotamos

    a,

    b,

    c

    canti

    dades

    varj

    ab1

    es

    A,

    B,

    n

    d(A;

    )

    etc.

    las

    diferenciales

    C

    etc.

    ,

    entonces

    (

    momentos

    )

    de

    las

    n

    -

    -1

    =

    "

    Am

    '.

    c,q

    m

    d(AB)=aB+5q

    d(An

    )

    =

    nA

    n

    m,

    a

    n

    _

    _l

    Am

    C

    LL.

    ,-l

    t-

    t

    t-

    i.reli:

    d(A

    ,...

    ;,.,r,..o;lr-.,,*-

    -

    t:'

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    16/60

    Demoetra^ijn'

    Caso

    l-.

    C:::s-cere:'cs

    j

    o cci::r:uc

    .

    Tomemos

    eI

    A-

    L/za

    Y

    B

    to"deAYb

    en

    ese

    instante

    el

    rect::guio

    i'3

    a'.:*'nentado

    por

    un flu

    --l.'=:

    +-

    a

    ---l

    l-

    A

    ---------f

    instante

    en

    eI

    que

    }os

    Iados

    son

    iguales

    a

    ii2

    b,

    r

    sPectivamente,

    siendo

    a

    eI

    "mo

    el

    "Ir,omento"

    de

    B;

    eI

    rea

    del

    rectngulo

    -or5.

    T

    I

    B

    I

    Tl

    II

    b

    I

    Area

    inicial =

    (A

    -

    L/2

    a)

    (e

    -

    )'/2

    b)

    =

    AB

    -

    L/2

    aa

    -

    L/2

    be

    +

    L

    Pero

    tan

    tos",

    s

    pronto

    como

    tran

    s

    forman

    Ios

    Iados

    se

    incrementan

    en

    en

    A+

    L/za

    Y

    B+

    L/2

    sus

    "mome

    b,

    porlo

    L/2

    br,

    +

    L

    eI

    rea

    ser:

    Area

    final

    =

    (

    +

    L/2

    a)

    (B

    +

    L/2

    b)

    =

    AB+

    L/2aB+

    final

    menos

    Ia

    inicial,

    tendremos

    el

    "mom

    Restando

    eI

    rea

    to"

    del rea:

    Area

    final

    -

    I

    .A.rea

    inicial-

    aa

    -L

    -Aq

    {-

    1/1

    L/2

    aB

    +

    L/2

    aB

    +

    L/2

    L 1 /1, e

    L/a

    a

    DA

    bA

    *.

    "momento"

    de

    AB

    aB+bA

    #*F:

    :.

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    17/60

    i ::::i

    '

    itl

    /\

    r

    ii'i.r,pi+1l,+,Fi,

    carculemos

    e1

    "mor.e::tc"

    iel

    volumen

    ABC

    cuan_

    incrementan

    en

    a,

    b

    i,

    c,

    respeclivamente.

    lB

    =

    C

    c3::o

    una

    sola

    varia-

    ble,

    entonces

    eI

    I

    \f\-

    BC

    =

    Como

    se

    demostr6

    en

    eI

    ca

    so

    I,

    e

    1

    ,,momento,,

    de

    cG+gC

    Caeo

    2.

    Ahora

    do

    sus'

    lados

    se

    Consideremos

    eI

    rea de

    Ia

    base

    volumen

    ser:

    en

    donde

    g

    es

    eJ_

    so

    1,

    es igual

    a:

    "momento',

    de

    a

    G=AB

    Qu,

    por

    eI::'s:-:

    valores

    de

    e

    nuevo

    los

    de

    ABC

    es:

    ahora

    gue

    A=B=C

    Aa

    ,

    segn

    el_

    caso

    Aa

    =

    Momento

    de

    AA

    =

    g

    =

    aB+bA

    por

    tanto,

    dremos

    que

    sustituyendo

    e

    I

    "momento',

    cG+gC

    I

    C

    (AB)

    +

    (AB

    +

    bA)C

    Momento

    de

    cAE+aBC+bAC

    Caso

    3.

    ceg

    eI

    S upong

    amo

    s

    "mome

    nto,,

    de

    Momento

    de

    y

    a=b=c

    \ i

    --.

    r

    o,f

    t

    d.l d,l\

    Enton

    I,

    ,

    por

    eI

    caso

    2,

    eI

    "momento,,de

    eor4.

    uutu.

    i'lomento

    de

    A3

    =

    -AA

    =

    a2

    +

    aAz+

    aAZ

    =

    3a.-:-?

    Homento

    de

    i'

    'r

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    18/60

    \

    Caso

    4.

    Sabemos

    que

    es

    decir:

    Caso 5. Como:

    "t

    (*)

    =

    I

    i4

    -+

    entonces,

    eI

    "momento"

    de

    L/A

    multiPlicado

    Por

    ,,momento,,de

    A

    multiplicaCo

    por

    \/A

    debe ser

    mento,,

    de I,

    que es

    cero,

    Ya

    gue

    I

    es

    constante

    ;

    I.

    I

    ^

    (momento

    O

    )A+

    .;

    =

    u

    r

    momento

    de

    Y,

    en

    c

    eiierts'

    ,

    c3::3

    '1

    entonce

    s

    :

    (momento

    de

    I

    -n

    )t

    + n.\n-1

    A

    ms

    eI

    igual

    aI

    "mo-

    es decir:

    Ia

    AA"

    '1

    -:l

    /

    -

    \

    momento

    de

    -

    n+1

    =0

    /

    --:-

    \

    \

    -n

    /

    A

    na

    1

    T

    5=

    ll

    d. 4t

    (A')(A')

    =

    A

    &

    o

    bien

    t?

    +

    /

    n \

    f fi Ln i

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    19/60

    entonce

    s,

    r*l*#F

    r-?- -a:ta-r

    '

    ata-"

    '=- "

    eI

    cago

    3:

    - -

    =.iE

    2

    (momento de t

    t

    cI.

    de

    donde:

    }Ir

    en

    general,

    hac

    ienio

    tenemos

    que

    .+

    momento

    de

    A'

    =

    4.4

    er'/n

    =

    B

    am=Bn

    calculando

    los

    "momentos"

    _

    n-\

    en

    ambos

    lados

    de

    la

    /-A

    por

    Io

    tanto,

    igualdad:

    de donde

    Dero

    maAm-l

    =

    nbBn-1

    ^

    -m-1

    ..l

    -n-

    1

    5

    -m/n

    7fI

    v

    b

    =

    mgmento

    de

    B,

    entOnces:

    m

    =

    ,m

    D=

    m

    n

    omento

    de

    em/n

    =

    aAm-

    1

    G-/t=T

    aA+

    Caso

    6.

    Por Io

    tanto,

    eL

    momento

    de

    cuaiguier

    exPresi:'

    :=-

    .a* ;):

    I

    l

    i

    :ir.S r

    'fuI*

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    20/60

    tipo

    AmBn

    eB:

    es

    decir:

    momento

    ie

    AmBn

    (momento

    de

    (momento

    de

    o*,

    uJ

    *

    BN)AM

    :

    -

    r..iE

    = lmaAm-1

    )

    en

    +

    (nbBn-1

    )

    Am

    y

    esto

    rios,

    cua::co

    momen'uc

    es

    vI

    j

    i'o

    posit:vcs

    c

    S

    e

    --'

    e::g::

    te

    e

    smYnenteros'

    eI

    razonamiento

    es

    fraccioia

    eI

    misno

    d(AB)

    =A

    dg+g

    dA

    -

    Comentario

    final

    sobre

    Ia

    P:cP::-t:::

    Analizando

    Ias

    conclusiones

    Ia demostracin

    dependen

    de

    la

    o

    I

    ''

    e'-.

    TT

    . Vemos

    que

    toda

    s

    propo

    s i

    cin

    (r)

    Para

    }Iegar

    a

    este

    resul

    fue

    eI

    siguiente:

    ero,

    cmo

    se

    do,

    uno

    de los

    Incrementamos

    mentos

    instantneos

    vatente

    .

    Entonce

    s

    e I

    vaJ.or

    :

    d(AB)

    =

    A'dB+B.

    dA

    ha

    del.ostrado

    (I)?

    mtodos

    utilizados

    Iasvariables A Y B

    median"e

    (sus

    diferenciales)

    dA

    Y

    CB

    '

    obtenemos

    para

    el-

    proiucr-o

    oe

    Ias

    (B

    +

    dB).

    =

    AB+A

    dts+B"dAldBt'

    ,.,r"

    var

    ia

    b

    q11

    (

    +

    d)

    t

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    21/60

    oate

    valor

    eI

    valor

    ini

    cr

    al cel

    ::roducto

    AB

    iectuando

    Ia

    diferencia

    (/

    )

    )

    ,

    c:--e-e=cs

    e-I

    -vaIor

    :.'

    :'.:

    :-.''';'*

    {...

    \

    (es

    de

    l-a

    ffi'*t",

    de

    (e)

    :

    d(ae =

    A

    dB+B

    d+d

    -

    f E\

    es

    infinitamente

    pequec.

    asegura

    que

    dos

    cant:

    ia-

    infintamente

    cercanas

    entre

    sf

    (esto

    cs,

    que

    ii-

    inf inite

    simal

    )

    ,

    pueden

    considerarse

    iguale

    s.

    Cc-

    presente,

    Ias cantidades

    t_

    Ahora,

    eI

    EI

    postulado

    des

    que

    estn

    fieran por

    un

    no

    en

    eI

    caso

    \_VJ

    dA

    producto

    dA

    .

    dB

    1delL'Hopital

    A dB+B.dA+dA.dB

    A.dB+B

    dA

    difieren

    por

    Ia cantidad

    infinitesi:nal

    dA

    -

    dB

    ,

    pueden,

    en

    consecuencia,

    considerarse

    como

    iguales.

    Ntese

    gue

    este cri-

    terio

    puede

    reformularse

    diciendo gue

    dos cantidades

    6on

    "iqu-

    res"

    si:

    ro

    son en

    el-

    senti-do

    ordinario

    der trmino

    o

    si

    i:-=

    ren

    en

    ua

    cantidad

    infinitesj-mar.

    para

    captar

    el- si9r,i:--=::

    cel-

    pos(uLado

    4

    ,

    enunciado

    por

    L'H6pitaI

    en su

    Ij-I-rc .::.=-

    . 1.silrej

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    22/60

    Iisis

    de

    Los

    Inf

    r::i-"esij:.ales,,,

    co;rviene

    recordar

    que

    en au

    pS

    ca los

    post:la:cs

    era:'l

    co;:sideraoos

    cono

    hechos

    mpfri.g-s.g,

    a

    partir

    ie

    lcs

    cuales

    se

    cbtenfan

    otros

    hechos

    empfricos,

    me-

    diante un

    proceso

    deductivo.

    De

    moio que

    ooa.*os concluir

    qu

    L'H6rpit.ar

    estaba

    convencido

    de

    Ia

    existencia

    real

    de

    las

    can-

    t:iaies

    inf

    inites'j:nales,

    cuyo

    comporta]:r

    enr-o

    estaba

    regulado

    po:

    eI

    postulado

    1.

    Tanto

    los

    proponentes

    como

    Ios

    adversarios

    ce

    Ia teorfa

    de Ios infinitesiraIes

    estaban

    motivados por consiieraciones

    tcnicas

    y

    filosficas.

    Pero

    en eI fondo,

    I

    posicin

    de

    Ios

    adversarios

    estaba

    apoyada

    en

    eI

    hecho

    de

    que

    "no

    haba

    lugar

    para

    Ios

    inf

    initesj-:iiar

    es

    en

    sus sistemas

    f

    ilosficos

    basados

    en

    Ia

    percepcin.

    t.{.

    1

    1

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    23/60

    :

    FLUENTES

    Y

    FLUXIONES

    En

    su

    obra

    Pincip'ia

    l'lathematica

    (16:::

    ,

    ''=---:-

    -:

    :-:':a

    ce

    manera

    ex.pl

    fcjta

    1os

    al

    goritmos

    del

    clculo.

    Lc

    -:

    ::'e=

    :: : Ce

    Sarrollo

    algorftmjco

    en

    dicha obra est

    concentra:3.': :-:::,3'3

    se

    discut'i

    en

    ja

    secci6n

    anterior;

    allf aparecen

    loS

    j'j--'--::'-:'es

    Corno

    rtmomentos",

    como

    prinCipiOS

    generadores de

    CantiCa::S

    j--'--::.

    Ms

    adelante,en

    su'libro

    sobre

    ptica

    (1704),

    Newton

    publ::=

    --:.'::

    sicin

    ms elaborada

    del

    clculo.

    En ei1a,

    se

    enfatiza

    el

    e-:':-

    :=

    'los

    I nlites -en

    una

    forma

    que

    hor' 1l

    amarf

    amos

    "vaga'-

    y

    1as

    f

    '-''-:-=:

    (derivadas)

    y

    cas'i

    no se habla de

    los

    'infinitesimales.

    En

    esta

    i-:,3

    obra,

    que

    Newton'intitul "Cuadratura

    de

    CurVaS",

    Ias

    cantidades

    Se

    c:-

    s'icieran

    como

    generadas

    por

    e1 movjmiento

    continuo

    por

    oposicin

    a

    lcs

    infinjtesimales

    que

    sug'ieren

    siempre

    un tratamiento

    discreto -con

    cje.

    tas dos'is

    de

    continuidad,

    Segn

    vimos

    en la

    seccin

    I.2.

    Asf

    por

    eje:

    plo,

    una CurVa se

    genera

    por

    el

    movim'ientO

    Continuo

    de

    Un

    punto,

    una

    superf

    icie,

    por

    e1 movimiento

    cont'inuo

    de

    una

    I fnea

    I

    I

    I

    I

    t

    \

    \

    \

    -_,+

    I

    -4-:e

    y

    rn

    sl

    jCo

    por

    el

    mov'im

    j

    ento

    contl'nuo

    de

    una

    superf

    ic'e.

    t\

    l

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    24/60

    Los

    ngulos,

    Por

    roiacin

    de

    I

    ados:

    lv'

    iSt

    :--r-:S

    ::---'

    ::::S.

    is::s:-:::::s'=-'-3'.r"e suceden

    en

    la

    Naturaleza

    y

    se

    pueden

    a di

    a

    ri o

    er-

    el

    -:

    .

    '-'

    -'--:

    :=

    l

    os

    cuerpos

    .

    por

    tanto

    ,

    concuerdan

    =

    ver

    con

    Si

    consideramos tier;:s

    ':-:'=:

    ,

    '3s

    cantidades

    generadas

    en

    esos

    ti

    empos

    son mayores

    (

    menores

    )

    s:

    sci- i---iores

    (

    menores

    )

    I as ve

    locidades

    de

    los

    movimientos

    que

    las

    generan.

    il

    rtodo

    que

    aquf

    se

    propone,

    perm'ite

    deterrnjnar

    las

    cantidades

    a

    partir

    de las

    velocjdades

    de

    los

    moviml'entos

    con

    los

    cuales

    son

    generadas.

    por

    ejempio,

    cono

    c'iendo

    la

    rapidez

    de

    cambio

    del

    rea,

    podremos

    determinar

    el

    rea

    (conociaa

    -- $-

    podremos

    conocer A).

    dx

    Llamarernos

    fluentes

    a

    las

    cantidades

    generadas

    por

    movjmientos

    contjnuos

    y'las

    flux'iones

    sern

    las

    velocidades

    de

    dichos

    movjn'ientos.

    oxjnudamente-

    proporcionales

    a

    los

    k

    La

    s fl

    ux

    i

    ones

    so

    .re& .6:

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    25/60

    '2

    aurne

    nto

    s

    les

    pero

    razn

    de

    de

    muy

    los

    Asf,

    'las

    f

    luentes, c'Je.::

    se

    consideran

    intervalos

    de

    tiempo

    igug

    pequeos

    y'pare

    .':'3'

    ::-

    :xactitud,

    estn

    en

    'la

    frmera

    aumentos

    nacientes (en

    e'

    'o-.::',

    si

    en

    la

    s'iguiente

    figura

    cc-s.:=-:

    I

    -.:s

    el

    rea'ABB

    desc.ita

    por

    'la

    ordenada

    BC

    movindose

    sobre

    r

    a

    base

    AB

    to

    uniforme,

    la

    fruxin

    de

    esta

    rea

    ser

    proporciona'r

    y

    puede

    ser

    representada

    por

    esta

    ordenada

    porque

    sta

    con

    un

    mov

    i

    mi en

    a la

    ordenada

    BC

    es

    proporc'ional

    al

    aumento

    en

    el

    rea

    (es

    dec

    j

    r

    ++-

    =

    y)

    [Teorema

    Fundamental

    ]

    En

    la

    pcsicin

    hr-

    \'TH

    tangente

    mi

    sma

    fi

    gura

    ,

    compi

    e

    temos

    el

    a

    la

    curva

    en

    avancemos

    'la

    ordenada

    paralelogramo

    BCEb

    y

    L.

    5ea

    r

    1e

    i

    pu"

    r,

    de

    \

    l,

    )

    )

    t-l-

    -'

    .

    ,;

    --+-_.

    BC

    hacia

    tracerrc,s:

    r'-+

    -

    --

    ^

    ^

    -

    -li:

    ..-

    e:

    (",

    pr'i

    r

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    26/60

    tangente

    con

    la

    recta

    AB

    Y

    T

    e1

    incremento

    de

    'la

    absci

    sa

    AB

    Y

    Ec

    Si

    estos

    incrementos

    ocurren

    en

    Ji.

    :;:rl

    I

    :

    :.:.

    r".:.r

    j:

    t::

    :

    ,.,

    ;

    '-'."..i,.',

    ,.":

    .

    '

    2l

    que

    tiun.

    con

    bc.

    F-ntonces,

    Bb es

    el

    :l

    es

    el

    incremento

    de la

    ordenada

    BC'

    t'iempos

    pequeos

    ,

    1os

    i ados

    del

    tri

    n

    guloCETestarn(ene]inicjodelmovimjento-ene]]fo.ite-)enla

    misma

    razn

    que

    1as

    fluxiones

    de

    AB

    y

    BC

    y

    podrn

    ser

    representadas

    por

    estos

    'lados

    ,

    1o

    que

    es

    que

    es

    semejante

    a'l

    tringu1o

    En

    este

    razonam'ien'"o

    actualmente Para

    el

    clculo

    1o

    mismo,

    por 1os

    lados

    del

    tringu1o

    VBC

    CET.

    podemos

    reconocer

    el

    mtodo

    que empleans

    de

    I

    a tangente

    Ya

    que

    t:

    +:na.nf r:

    en

    C

    (=m)

    entonces

    '

    Ec

    -BE--

    l-

    )-

    (=y

    )

    (en ei

    lfmite):

    l'im

    _1r_-

    AX-+O

    A

    X

    Si

    ahora

    Lrazamos

    la

    recta

    k

    uniendo

    C

    Y

    c'

    Y

    retrocedemos

    I

    ordenada

    bc

    hasta

    BC,

    cuando

    los

    puntos

    c

    y

    c

    co'incidan'

    la

    secante

    coincjdir

    con

    la

    tangente

    cH.

    Es

    decir,

    la

    tangente

    en

    un

    punto'

    s

    puede

    considerar

    como

    la

    "lt'ima

    razn"

    de

    la

    secante

    (6 el

    lfnlite

    lasecantecuandoelarcodecurvat'iendeacero)'

    Mediante

    estos

    argunentos,

    se

    puede

    visual'izar

    fcilmente

    q'-

    'la

    cierivacin

    y

    1a

    integr

    acin

    son

    proCeSoS

    inverscs:

    al'avanzar

    la

    ordenada

    BC

    con

    un

    roVimi

    ento

    conti

    nuo

    ,

    generamos

    ei

    rea

    ABC

    (

    i

    nte3

    cin).

    Cuando

    retrocedenps

    la

    ordetlaCa

    bc

    ha"rta

    su

    posicin

    origin

    generamos

    'la

    tangent

    en

    C

    .

    rerivacin)1.

    E-'te

    razonamiento

    nos

    Der

    r

    del

    Teorema

    Fundament'al

    i:'el

    significado

    g

    ..

    en

    el

    'ini

    ci

    o

    iel

    ''c

    i

    mi

    ento

    na

    ,v

    lll - 1;l

    IJ

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    27/60

    Fa:'. i-r

    -

    ---

    Cuando

    se

    conoce

    'la

    f

    l

    uente

    ,

    1

    a

    incrementndol

    a.

    Por

    ejempl

    o,

    supongars

    xin

    de

    la fluente

    xn

    comparndole

    con

    la

    mente:

    i.".ii.:.i'., :.

    :.

    :. .:;,';.

    :;

    22

    -:'j-

    s=

    ::':-'l

    C'irectamente

    :-:

    :-=-=-.-:

    ::':--af

    la

    flU

    C3.:;{;3;

    I

    -3

    ''

    --,:

    --

    i

    f

    O*

    En

    el

    mismo

    tiempo en

    el

    que

    'la

    cant.iCad

    x

    ,i-

    _

    la

    cantidad

    xn

    viene

    a

    ser

    (x +

    o)n

    quur

    por e'l

    Teore:=

    nos

    da:

    (x+o)n=rn+noxn-I

    oZ

    *n-2

    *

    tl

    incremento

    en

    x es:

    ax

    =

    (x +

    o)

    _

    (x)

    _

    o

    .,1

    i

    Or

    mjentras que

    n

    AX

    el

    incremento de

    xn

    ser

    =

    (x

    +

    o)n

    -

    (*n)

    n-i

    =

    nox

    Comparando

    estos

    dos

    o *n

    -

    -..n-i

    nx

    V

    Ahora,

    hagamos

    ter:e-

    -su

    I

    fmi

    te-

    ser:

    oZ

    *n-2

    i ncrementos

    2

    n-

    tendremos:

    r:

    l'im

    ^

    x-o

    AX

    n-1

    =nx

    AX

    ''-*-'

    \

    l*-

    ,

    -

    \

    ')

    v

    -i

    ^ ;3F

    ir')

    ?

    n

    -n

    t--. * : :

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    28/60

    Si

    es mucho

    d

    ratu

    ra

    se

    tjenen

    las

    flux'iones'

    e'l

    ms

    complicado

    Pero

    siemPre

    de

    curvas.

    probl

    ema

    de

    encontrar

    ,1

    as

    fl

    uentes

    la solucin

    es etluivalente

    a

    la

    cu=-

    Por

    eiemPlo:

    Cons'ideremos

    el

    rea

    donde

    BC

    es

    la

    ordenada

    rectangular

    y

    ABC de

    I a

    s i

    gui

    ente

    fi

    gura

    ,

    AB

    I

    a

    absc'isa:

    en

    B

    Prol

    onguemos

    CB

    el

    paralelogramo

    rn

    en I a

    mi

    sma

    entonces:

    o

    bien,

    /////o/

    /

    /

    /

    hasta

    E

    de

    tal

    manera

    que

    Bt

    ABDE;

    las

    fluxiones

    de

    las reas

    proporcin

    que

    I

    as ordenadas

    BC

    Y

    rea

    ABC

    rea

    ABDE

    =

    AB

    variacin

    S

    varlaclon

    s

    ],

    HDL

    BE

    .,

    v

    comp'letemc:

    ABDE

    es::-

    S-

    s=

    L

    =_

    1

    variacin

    S

    la

    r--

    c-iEn--lA-g

    en el

    )

    enguaje

    moderno,

    con

    dS

    T=V

    /.

    Qf

    =

    rz

    1

    o

    r

    escrl

    to

    AB=x

    _dreEBWi:

    C

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    29/60

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    30/60

    mximo,

    Y

    ste

    valor

    mxirno

    de

    x

    por

    este

    mtodo

    se

    pueden

    resolver

    problemas

    como

    los

    siguentes:

    l.Enuntringu.lodadooenullsegmerltodecurvadado,inscribirel

    el

    rectngu1o

    de

    rea

    mxima:

    -

    :--

    l^

    Z.

    --==-

    '=

    .=:--:

    -:r

    '

    .\-'

    =^

    ^-'-:i

    -=.

    ::-::,

    --'=:J'

    mnima)

    desde

    un

    'a

    rorma'l

    a

    una

    pufrto

    a

    una

    curva

    desde

    curva

    dada.

    un

    punio

    dadc

    3.Desdeunpuntojnter.ioraunacUrVadada,trazarlacuerdamxirna

    mlnima).

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    31/60

    26

    4.

    Desde

    un

    Punto

    a

    la

    curva

    con

    exterior

    a

    una

    curva

    un

    ngu1o

    mxjmo

    (o

    =-2

    -->-)f

    rs-,

    m

    ni;:

    )

    ':

    recta

    que

    corta

    q,

    Determinar

    los

    puntos

    mximos,

    mnimos

    y

    de

    inflexin

    de u:':*''l

    ciada.

    Encontrar

    los

    Puntos

    de

    una

    curva

    de

    curvatura

    mxirna

    (o

    mnima

    )

    .

    De

    entre

    todas

    las

    eliPses

    nir

    la

    de

    rea

    mnima

    o

    la

    que pasan

    por

    cuatro

    que

    ms

    se

    aproxjma

    a

    puntos dados,

    defi

    -

    un

    crcul

    o.

    0

    bien

    problemas de

    carcter

    fsico,

    como:

    Determjnar

    el

    ancho

    de la

    superficie

    esfrica

    Sa

    desde

    el

    i nf i

    n'ito,

    despus

    de ref

    ractarse

    a

    el

    otro.

    tal

    que'la

    1uz

    que

    lle

    en

    un

    hem'isfe-r

    io,'ilumi

    el rectngu1

    c

    cc'

    :

    lcmo

    un

    ejemplo

    de

    la

    forma en

    que

    se usarfa

    este

    mtocjo,

    resoivamos

    :'

    ejemplo

    1.

    segnrento

    de

    parbola

    -:3lB

    AA y

    que

    tenga

    nAAr

    j7-_q.i_ir

    '

    "

    -l-o

    -

    l- r: \

    .l

    t

    a

    rea max

    l'

    -.r'1

    '{3

    -:: M

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    32/60

    il1.

    . ,, . .'

    ,-r

    ".-,

    L'lamemos

    y

    -l

    I

    rea

    de'l rect":-'c

    a:'3'B

    ,

    entcnces

    A

    A

    --

    I

    _

    '-a

    l

    n^

    -

    I

    oL-L-^

    (Bts')(BC)

    (ver

    figura)

    ;

    por

    lo

    que

    y

    =

    zQB'

    (L-x)

    pero,

    por

    las

    propiedades de la

    (q

    entonces

    el

    rea

    queda

    parbo1

    a

    1

    B'J

    =

    kx

    c

    -f7

    y

    =

    2Jk;

    (L-x)

    Una

    vez'planteada

    la ecuacin,

    debemos

    encontrar

    'las

    fluxiones:

    I

    =

    -2

    \rr

    +

    #

    (L-

    x)i

    Como

    buscamcs

    el

    rea

    mx'ima,

    hacernos

    i=0,

    z

    \rili

    =+

    (L-x)i

    (

    k

    const

    1-t'x

    l

    l ffi--*

    de

    donde:

    es

    dec'ir,

    C,

    7:,

    ''

    ,i ril

    ,rt/

    I

    /

    /

    /,,/

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    33/60

    o

    sea:

    2x-y.=

    x=

    Entonces,

    el

    rectngu1o

    buscado

    es

    aquel

    que

    *":

    e':

    :'---

    i

    -

    -1

    2/3

    .:

    .

    =vf-

    rl

    or-

    Sea

    L I

    amemo

    s

    hasta

    la

    el

    'lo

    e

    jempl

    o 2

    -'urazar

    I

    a

    normal a

    una

    curva

    ces:a

    resol verfamos

    de

    I a

    si

    gui

    ente

    forma

    :

    {(*

    =O

    '.

    ,5)

    P(x,

    ,

    y,

    )

    un

    punto

    dado

    exterior

    a

    el

    I

    .

    un

    segmento

    de

    recta

    cual

    qu'iera

    ,

    desde

    P

    L1

    )

    +

    (v-v,

    )'

    CUTVA.

    =L

    =

    (x

    _

    xr

    donde

    (x,y)

    es

    un

    punto

    sobre la

    Como

    z

    es

    la variabl

    donde

    obtenemos:

    f(x,y)

    a

    la

    cu

    rva .

    la

    curva,

    y

    1

    ongi

    tud

    de

    Entonces:

    Sj

    calcul

    amos

    I

    as

    fl

    uxiones en

    esta

    ecuacin,

    tendremos:

    ?

    =

    ?(x-x,)i

    +

    Z(y-tt

    )i

    qremos

    hacer

    mnirn3,

    ton,-:s

    +{

    (-

    ,(u

    4il\

    S

    -

    16-*

    r'

    t=:P----'

    "

    r

    t"

    -t

    I

    'i

    ''

    'rlJ-

    :.: riii: i:r .

    .-

    (*,fJ

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    34/60

    lii.

    -t

    y/x

    pend

    i ente

    negati

    vo

    de

    ii.iii,'

    .+iii

    de

    la

    recta

    buscaca

    la

    tangente

    a

    'la

    recta buscada;

    es:,

    donde

    el

    primer

    miembro

    (1a

    mfnima) Y

    e'l

    curva

    en

    e'l

    Punto

    s'ign'if

    i

    ca

    que I a

    a

    la

    tangente,

    es

    v-y,

    =

    *

    -

    *1

    de

    esta

    exPresin

    es

    la

    segundo

    es

    el

    recfProco

    x_

    de

    i

    ntersecc'in

    de

    I

    a

    curva

    con

    I a

    recta

    cuya

    d

    j

    stancia

    es

    mnima,

    Cebe ser

    perpend'icul

    '

    decir,

    es

    la

    normal

    a

    la

    curva.

    Veamos

    el

    si

    -oui

    ente

    e

    jemp'lo

    concreto:

    el

    p:,n+,c

    c3

    l curva

    2y=xz

    ms

    cercano

    al

    punto

    (1,i

    Cal cul

    emos

    I as fl

    uxi

    ones

    en

    I

    a

    ecuaci

    n

    ?y

    =

    x

    2i

    =

    Zx:x

    entonces

    entonces

    ya

    que

    la

    ecuacjn

    inicial

    nos

    -(x-x,)

    _

    4-x

    -F-r,l

    -

    xz-;

    2--

    L

    dice

    que

    ')_

    X

    Y

    =-T

    {=x

    Y=L=

    entonces

    y,

    resolviendo

    ..L

    t A .\

    Xl..--- il

    '

    x,

    q-X

    f"et'r

    efOS:

    -

    Q

    -

    2v

    _o

    -o

    e s

    ta ecuac

    i

    n

    en

    1

    J

    ,l

    -2x

    3

    X

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    35/60

    3o

    v

    z

    t=l=,

    El

    puntc

    .

    r

    el

    pj

    cn

    :

    a

    I a

    par::'

    zada

    desde

    y

    I a

    el

    eccin

    del

    las-

    que

    est

    expresa

    :_.

    varios

    mtodos

    .:do

    se

    hace

    de

    :

    a

    ecuac'in

    de

    TRAZAR

    TAI]GENTES

    A

    CURVAS.

    para

    trazar

    tangentes

    a

    una

    curva

    acuerdo

    al

    tr'po

    de

    coordenadas

    en

    I

    a

    curva

    .

    i

    t

    r

    i

    i

    I

    i

    I

    i

    t

    I

    t

    I

    h..

    IJ

    '1todo:

    ,

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    36/60

    cirva

    considerada

    Y D el

    Punto

    (sobre

    e11a)

    absc'isa

    y

    1a

    :-

    -

    ;

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    37/60

    3

    X-

    La

    ecuacin

    de

    f I

    ux'iones

    ser

    ax

    +aXY-

    ,4

    \

    t-t

    I

    xzi-2axi+ayi

    >-Lo*'-2.Yt

    3

    Y

    =[

    +axy-

    ^\

    5

    i

    +

    ^

    2.

    ryy

    i("

    =Q

    >

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    38/60

    rj;a1.,:+

    Ll

    amernos

    Y

    AGMD

    x=AB

    y

    .y*=BD,

    son

    semejantes,

    Ya

    ofie

    =

    9oo ;

    ,, th=

    J

    -"

    v

    r

    MDL=

    Br-D

    (por

    Los

    tringujos

    A

    al ternos

    i

    nternos

    )

    ,

    GA=b

    que

    UL

    -

    J

    entonce

    s

    pe

    o

    J

    entonces

    ---:

    -rL

    -.

    ^

    I

    ^r

    \/

    '-vut

    b+y

    LB

    E

    nl-

    Ur'l

    -

    tla

    I'll.l

    LB

    BO

    I

    .t;

    I

    f.

    t

    :,

    ta1

    'L

    -

    -

    I l_

    -

    Y

    -v

    I

    amemos

    entonces

    tendremos

    I

    as

    dcs

    ecuac.iones

    bz+lz

    =

    XY

    y

    buscando

    I as

    fl

    uxi

    ones

    de

    bi+yi+zy

    X,

    ,V

    =

    y+yi

    T

    i

    -bt

    2

    v

    Z,

    obt-enemos:

    ?zi

    --

    -zYi

    -

    .,,, L tt'J

    -

    ^\/

    r

    yA

    el imi nando

    7

    de

    las

    dos

    ecuaciones,

    tendi^emos:

    yz

    I

    I

    "1

    I

    I

    a

    :;:

    ,': i,.:;r',

    lr:i,;Cii

    ii;

    r,.-:'

    de

    donde

    )'

    --.E

    r-:

    ,l

    "L-uL

    vJ

    v

    I

    w.r:

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    39/60

    34

    ll

    Por

    1o

    que:

    L=

    bv vz

    z--L-X

    zz

    Pero

    como

    BD=Y

    pe

    ro

    bv

    ul

    =

    z

    -

    --/-

    7

    Z

    _y

    _x

    z

    ol

    x=AB

    z-x

    =

    -AL

    adems'.

    v=RU=Al'1

    "

    b+-v

    entonces,

    ei

    Punto

    quedar

    determj

    nado

    mediante

    I

    a

    rel

    acjn:

    OT -

    AI

    -l-J

    I

    -

    l\L

    (BD

    "

    Gt'1)

    BL

    ^tl

    J

    i.I

    en

    donde

    el

    s.igno

    (-

    )

    i

    nciica

    que

    e'l

    punto

    B opuesto

    a

    A.

    El mtodo

    anterior

    se

    usa

    cuando

    la

    curva

    est

    de

    coordenadas

    recti

    1

    neas

    ya

    sean

    ortoonales

    o

    no.

    simpl

    i

    fjcan

    mucho

    su

    ecuacin

    cuando

    Se uSe

    un

    si

    stema

    vilfneas.

    En'la

    prxima

    seccin,

    dedicaCa

    bsicame.nte

    tudlaremos

    otro nltodo

    para

    cal;u'lar

    tano'lte:''

    ,.t

    T

    debe

    ser

    k

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    40/60

    i(

    Trt

    .t-

    CICI*OIDE.

    TANGEF,TE

    Y

    CUNORATURA

    El

    mtodo

    que

    estudiaremos

    a continuac'in,

    nos

    permite

    encontrar

    ,

    ,

    .--:_-

    'l;

    ranqente

    a

    una

    curva

    cuando

    se

    conoce

    la

    relacin

    entre

    eila

    y

    oti-:

    curva

    de referencia

    dada

    Estudi

    aremos

    es-ue

    I

    donde,

    coro

    se

    ver,

    se

    Sea ABF

    una curve

    tangente

    en un

    punto

    B

    y

    1'-';

    ,Urodo

    *n

    el casc

    particular

    de

    la

    ci

    .loide

    e-

    s

    i

    mp1 i fi

    ca mucho

    el

    probl

    ema.

    dada

    que

    usaremos

    corno

    referenc'i

    sea

    Bt

    su

    BC

    I

    a

    orcienacia

    de

    B

    (con

    rln

    c'ierto

    ngu'lo

    c:'

    /*

    i/

    :,/

    /

    il

    s

    /l

    .//,

    Supongamos

    que

    la

    curva

    DE

    (a

    la

    qual

    queremos

    se

    puede

    expresar

    por

    medio

    de

    una

    relacjn

    entre

    el

    gaci

    n de

    I

    a

    ordenada

    ) .t

    e1

    segmento

    de

    .r.r.

    ffi.

    posicin

    bd,

    y

    I

    a

    orCenada

    [iD

    ,.

    b

    a

    S

    trazar

    la

    tang.-

    segmento

    BD

    (p.:i

    i

    Movamos

    I

    a

    o.i

    denada

    BD

    un

    espacio

    indefinjdamenie

    pequeo

    a

    l.

    sea

    Dc

    un"Arco

    para1elo"

    a

    Bb.

    Inionces,6l

    "i:io,]ieilt,c

    ser' cd,

    mieiit.i',ts

    qL,e

    el

    "moritentc"

    rie

    la "abci:'"

    E

    ts: Dl.

    r

    u

    ulr.

    P''-

    I

    ofierr

    i:r;ro:l

    lJrl

    ai'co

    irtcr,:

    ll'i,lal'

    ...i

    .

    ,l

    -l

    "

    *

    ":

    i;C

    lt:;

    t

    tffiDffi

    ,,

    entonces

    r,e

    :l:er,1e

    rtoi.r jriei'ar

    c:.rii'

    -'

    -* ::_,i-r-jl151u--

    --j:-:.:= \'"-'

    se

    i

    'r ter:.et:tr:

    i:on

    DL r:ri

    -t..

    [,i.il,r

    f:

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    41/60

    .

    D[

    en

    D.

    Y,como

    Bb es

    un

    arco

    in

    defuicgruntq_pujge-Is.1_enton:::

    s=

    :,:::

    consiiira[

    -a[Lq"

    r_[* e_gI L

    -;1==;'-@

    S-EJg1g e-a

    Ia

    curva

    ABF

    en :'

    Los

    tringulos

    ATDB

    y.rcc

    s3-:=-=-':':es

    (1ados

    paralelos)

    entonces:

    i,

    jl

    .r,,

    '

    .f

    -

    :

    :

    t

    .

    3i"

    Eb

    c

    T

    A,Y

    'l

    I

    BD

    CC

    A

    Asi

    que

    el

    Punto

    T

    se

    PUsc::=:=-:'i

    I

    os

    "momentos

    "

    Bb/cd.

    Como

    un

    eiempl

    o

    cje

    este

    rntco encontremcs

    ':

    clojde

    (*):

    (o)

    La

    t:icloide

    se

    define

    con.

    el

    luEar

    geomtricc

    c

    to

    fijo

    P

    cje

    una

    circunfe'en;ia

    ..1u:

    rueda,

    sjn

    resbal

    ta

    fija.

    La

    ecudcin

    rectangular

    de

    la cjclojde

    es:

    a-v

    -

    *

    entre

    Y

    sus

    coorrienai:

    s

    )::',

    de

    donde

    a es

    el

    radi

    o

    del

    crcu'lo

    generador

    mtri

    cas

    son:

    x

    =

    a(B -

    se8)

    llll;ifi..,ii':.i,,:rr.;i:li'1

    rii,'''

    -u.-r:l-l

    y

    =

    a(1

    -

    cos0)

    I

    t

    I

    r'+#=

    T

    / /-'\\

    ;

    ;-

    *-

    -t----

    C".*t.

    I

    'r\r

    ..'

    .-'

    ,,1..,r.,i

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    42/60

    JI

    )o

    ns-ideremose.lcrculofijoABF(elcfrcu]ogeneradorde

    c'i

    cJ

    oi

    de

    en

    el

    centro

    c1e

    s

    ta

    )

    '

    la

    ,)

    __=

    sea

    D

    el

    pun+"0

    ce

    la

    cicloide

    en

    donde

    se

    quere

    trazar

    la

    tan

    n.;;*=

    Tracemos

    DBi

    /cF

    (la recta

    fr'ia

    de

    la

    ccioide)'

    Como

    D

    es+"

    scbre

    la

    cicloide

    a:, =

    x

    =

    a(s

    -

    sen0)

    pi

    e

    de

    I

    a

    PerPendi

    cul

    ar

    al

    eie

    x

    desde

    D

    Y,

    de

    -

    l

    ;-

    -'-

    "l

    eJe

    x

    desoe

    B'

    :'rcunfereilcie,

    Ya

    qile

    el

    cfrculo'ha

    v

    FB'

    =

    a

    cos(

    +a,aoQ

    LI I VVIIUL

    J

    08,

    =

    ;r

    +

    a

    cos(0

    De

    la

    figura

    vemos

    que:

    -l

    J--\

    --c-"

    )

    L

    para

    3r

    '

    -"-

    {

    )

    L

    DB=

    I

    0Do

    d

    \u

    C}B,

    sen0)

    3 _

    \

    ---T-^

    )

    ncrn

    er"i

    tonc(ls

    ccr

    s

    (0

    -

    atr

    -

    a

    cos(8

    --

    -

    --O

    ,,

    t:-t- ,r I

    \'

    '.-)

    L,-L.

    ll

    UB=a*A7r'

    -

    a

    senG

    +

    d

    Sel-rG

    .@@ffi.dlii?

    :ntre

    I

    i.

    I

    t

    :

    Ai,

    r i fu" *

    j_,

    al

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    43/60

    i

    'lo

    de la

    cicloide

    refeiida

    al

    cfrculo

    fiio

    Entonces

    'la

    ecuac'in

    FAB

    es:

    DB=AB

    Si

    llamanios

    AB =

    x

    la

    ecuact

    j-

    ser

    DB=Y

    x=-y

    cal

    cul

    ando

    I as

    fI

    uxi

    oi

    es

    :

    cil

    =y

    Entonces,

    si

    BT

    es

    D a

    la

    cicloide

    es

    DT

    la

    iangente

    a1

    cfrculo

    donrle

    T

    es

    url

    Puntc

    que

    i

    -

    E

    v:

    ^,,-

    l

    Llrrlt,

    I

    BT

    _BD_

    q

    v

    =l

    o

    sea

    ParaelCasodelacuadratura,lacicloidenospermit.irtamrl.

    ilustrar

    un

    mtocio

    interesante

    en

    ej

    9ue

    '

    por

    otra

    parte'

    PGdrerlcs

    re

    conocer.

    el

    mt,odo

    de

    integracin

    por

    sust'it.ucin'

    El

    problema

    es:

    -EncontrarCUrVaScUyaSreassere]acionendeciertafol;i=:'-

    el

    rea

    de

    una

    curva

    dada

    (por ejemplo'

    9ue

    sean

    iguales)'-

    Sol

    uc'i

    n

    . -

    SeaFDHlacurvadadayGtllaCurvabuscadaen.lai.3-.'.]

    ,-

    '-,,

    :

    . r t :: :J. t:u*..'"-.*x *i

    '

    gT

    =

    E-o-

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    44/60

    ?o

    -t)

    )

    I,

    I

    l

    at*

    1'.t

    l/

    l/

    \J

    l,

    {/l

    -4,t

    .,ffiTf,;,,1

    ,i'/'/

    l )

    ,, ,/

    /

    ,,.,

    n'

    ,")

    /

    '

    ,

    -'

    /

    I

    /l

    ,

    i;,.t,'/'l

    '

    '

    7

    I i

    I

    l

    '/,'r,:,/r,

    '

    '

    /

    /

    /

    ,' .,

    t

    /

    /, ,/'tt.,

    /

    t

    I

    i

    /

    /r

    / / ..

    /

    /1

    \

    I

    I

    I

    )

    f

    I

    xI

    I

    \

    I

    \)

    Los i

    ncrenlentos

    i'

    ,

    Po:'

    ':cto

    '

    I as

    sern

    proporci

    onal

    es

    a

    esta

    s

    c;'denadas

    D

    r-J

    \.--..e\

    '.

    nS \/

    Y

    =

    t'/z

    De

    acue|'cio

    con

    q

    L,

    1- v l,

    rpl

    ac1

    ln

    i

    U

    .I

    'i'rl;lil,,:;

    :

    ',

    '-

    '

    \**--***.-:---J

    '=

    '-

    re

    pecti

    vas

    ,

    que avanzan

    sc i^:

    I

    as

    bases

    AB

    f

    I u>li

    orres

    de

    I

    as

    ^eas

    barr:

    --

    mlilt'iP1icaC:s

    i,3:

    la

    velocjd:-

    1--

    I G>

    Os

    .

    \/

    \'

    J

    p

    ,-

    -=

    ,,-

    f YL

    t

    IT

    t.

    t

    I

    I

    j

    li

    i

    ir

    I

    ,i

    )t

    i,

    :

    1,

    I

    +

    {

    {

    t

    .

    I

    I

    i

    :

    :

    i

    de

    aVanCe,

    esto

    eS,

    Por

    IaS

    fIilx'ioneS

    de

    SuS

    rS'S

    i^eSpeCtiv;aS

    '

    eS

    '"

    ciro

    de

    acuerdo

    con

    la

    notacin

    en

    la

    f,igura:

    Si

    ahora

    suPonemos

    que i'

    =

    1

    esio:

    sj

    enire

    I

    as

    l:

    ,,i1vr)

    COI-rOCemOS

    I

    a

    bases

    x

    y

    z

    h'.1

    S

    rl

    a

    d.',

    S

    r:

    r'

    rel

    aci

    n

    entre

    I

    as

    podreiros encontrei

    .rS

    't

    =

    i- 1:

    s.i

    el

    rlrctci,;

    ie

    Yry>:*z--*+)/)

    ./-

    't

    / /

    /

    t''/

    ',nrl',

    /,(,,

    /

    / ,

    1'

    ,,

    )

    ,'

    ,r,

    ,

    ,

    '

    .**,,

    ,

    ',ra

    ,rn

    r)

    "'r'

    tn'

    r'

    r

    n,/-)'"

    "'l''

    l.ainiilos

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    45/60

    40

    Sea

    s

    '=

    t:|

    i

    en

    notac'in

    moderna:

    por

    i

    c

    ta

    n';o

    y

    =

    v/;.

    Es

    decir,

    x=

    V

    v =

    f(x)

    ;

    )

    z

    =

    9(x),

    y(z)

    =

    / \\

    l.T/f7r)

    \

    Y .r

    r

    /

    =

    f^t

    /.',i

    rt,\

    p ,,

    Y.L/i

    y

    =

    f(q(z)

    )S(z)

    o

    sea,

    o

    =t=v

    =

    .i'(z)

    .

    {,(z)

    )

    el

    rectngui

    o

    A3l:

    '

    concitindol

    '

    -:-

    -

    I

    -

    - | '.

    '

    L

    \

    t'-'

    por

    i o

    tanto

    {tl

    hl

    t

    t'

    '

    't

    I

    G

    //

    '/.

    /,

    )'

    Aiofd,

    aPliquen"'os

    esie

    rir+.odo

    al

    caso

    de

    i

    a

    c'ic

    loi

    =:

    /-'t

    u

    I

    \

    x

    t

    )

    rsP

    Tomamos

    AB

    como

    I

    a

    absci

    sa

    x

    y

    compi

    etan'xls

    Busouemos

    la

    superficie

    complemeni'aria

    AGD

    ric:ci'ita

    Por

    jl

    n'ovirnieili-c

    cle

    la

    ot'cjen':da

    v

    -

    AG'

    r'ea

    ser

    (

    =

    Y\/

    --

    t--

    ,,*'

    --

    t-t.

    /

    \

    \\/\

    -*\.

    /

    \

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    46/60

    al

    .

    -L

    Ahcra,

    cornc

    Al-

    es

    porialela

    a

    la

    tangente

    DT

    (ver

    Apndice)

    se

    tiene

    que

    -.-:

    .Jr .

    .

    ' 1

    L

    -

    v

    AD

    ALI

    A

    i

    =

    1,

    se

    tiene

    (pencj

    i

    ent,e

    de

    1a

    tangente

    )

    pero

    s

    j

    hl

    5L

    v=

    XV=

    AB

    A. V

    =

    L

    Y,

    CCnSeCUentemen'Le,

    E

    S

    =

    BL

    La

    5:g.,:---=

    :=::-:- :-"-=::--,a

    :

    clpia

    que nus

    p3rce;:l:ere3:---3

    ---'--a

    situacin

    ffsica

    -ya

    no

    slc

    geor"rrricr

    en

    donde

    est

    presenre

    una

    gran

    parte

    cie

    ado'

    por

    Newton.

    izn

    de cambio

    que

    son

    i'gua'ies

    .

    (ver^

    --=s:r: el

    '"r:tarn'i

    ento

    de

    ur=

    cc;c en

    las sacc'iones

    antei

    l:

    la

    algoritmia

    del

    clculo

    c'

    *liffiF-*...

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    47/60

    .-

    -i;.r-,nrtrlj,f.,f.1,:i,

    :.:1j...,

    -

    l

    ,'; r:;il$ :;:'. . :,:i.,,1,1;

    j,.

    l;

    .

    .,,

    il:'iii,:r;i'11,,;

    ;t:i,ir'.

    ; 1;toi:i;,,,

    l',

    , :1.,--:. :

    :-

    i.1 .r

    '

    n')

    l,/

    UN

    TRATADO

    :I:

    SERIES

    Y

    FLUXIONTS

    --..

    (

    167l

    )

    . 'i

    l :

    .i

    ,i

    esprecio

    casi

    dedi

    cacio

    al

    es

    :ri

    lades

    fc,rmj

    ac al ^\/aq

    a-

    --

    uul

    ru'/

    con

    un

    ernpleto

    por

    el

    mtodo

    sin-uii

    co

    de

    I

    a

    1'

    '-

    :-.

    .",1]-,^,

    ^-

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    48/60

    Ejemplo

    de

    reduccin

    Por

    divis::-:

    Sj

    se

    ProPCne

    la

    reC-::':'

    ::

    -

    ?

    d

    iv

    ,

    divldase

    a2 entre b+x

    de

    gui

    ente

    manera:

    ?

    -

    ?, x,'l

    a '), t

    ,,

    L L

    II

    '

    -

    a-x/b

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    a

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    e

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    23

    AX

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    3ir'

    1')

    lD

    f

    I

    I

    qLre,

    conti

    nuacla

    hasta

    el

    i nf

    i

    ni

    to

    ,

    es

    equi val

    ente

    a

    b,

    y

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    tado

    0

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    ul rJUr

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    ,

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    la

    fraccin

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    serie

    De

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    nlanera,

    orclena

    2,

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    X

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    +

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    i

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    '

    34r

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    L

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    I

    1

    I

    $

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    i;

    l

    i

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    49/60

    manera:

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    2

    X

    aA^

    I *,^.L

    x*+x/44

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    x

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    n 2 6, 4 8,.^-6- x+/4a'- x"/3J + v,-l9 j-

    6,^^1

    ..,..,-.6

    X-lUa

    -

    )l

    /o+r

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    x"/Ba'

    +

    x"/l3a

    2,

    entonces,

    la

    raz

    de

    a'l

    +

    >1:

    es

    ;:-lvalerit'e

    a

    la

    2 .,4

    "

    2a

    8a'

    16a-

    ,2

    y

    ,

    si

    ordenaq'os

    I

    os

    trt''i

    nos

    como

    x'

    *

    d''

    I a

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    e

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    -6

    a

    a'

    *

    d

    =

    X

    -r__-

    5

    ?x

    Bx"

    Ibx

    Calculando

    cie la

    rnisma

    forma'

    la

    raz

    de x -

    1/2 I .,/Z I ,sz - -L-'- -

    ?

    x - -B

    "

    16

    lar O

    .tu,.,o

    x

    /

    o+d

    2

    d-f

    x

    ,,

    --

    -

    2,

    2a+x

    ia

    ?,

    a+x

    /o-

    :

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    Y /

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    P

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    ente

    s:

    2

    x

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    1/2

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    raz

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    2?

    ;-

    +

    D,

    -

    x

    es:

    D,

    d

    1-

    ---

    2a

    lr? Y.3

    Ba'

    ')

    L

    t,o

    .-...r.:i+ .* **

    *

    - '*-

    *-

    trl

    i'

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    50/60

    :1

    lt

    ,

    i

    ,i:

    I

    i-l';

    ''

    le

    cho

    das

    permitieron

    de

    QU8,

    en

    son

    I

    ca'lcular

    'la

    seri

    e

    el

    Ac

    rea

    del

    crc*lo

    curvas

    cuya

    base

    I

    Areas

    )i,

    X-

    i

    --:--

    X

    lr

    I

    de

    estas

    cLlrvas

    (2da.

    ccl umna

    )

    putli

    eran

    sei

    i

    las

    r^eas

    jtli-ernrdias,

    la

    printera

    cle

    jas

    cu

    del

    cr'cu

    lo.

    y

    .la

    hi

    prboi a

    ,

    corrs

    j

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    =

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    o

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    es

    x

    Y

    cuyas o'

    Curva

    s

    I 1 ,,? \01?

    \r-

    -

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    )

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    (t

    -

    x')'''

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    ,

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    I

    I

    :j

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    si

    I

    as

    reas conoc'idas

    ladas,

    deberanros

    tener

    1 ta

    (r.

    -

    xl

    es

    el

    area

    mt

    no

    3

    -5-

    J

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    51/60

    -_

    :li

    Para

    encontrar

    los

    otros

    trminos

    a=

    :i

    :a"-=:,

    encorl

    minadores

    1,

    3,

    5,7,.1.

    etc',

    estn

    en

    t:'::':-

    -'

    ='

    --l'-i

    neces'itaba

    i nvesti

    gar

    '1os

    coeficientes numr,::.

    ::

    _:

    -,-z-

    las

    reas

    alternadast-aCas,

    estos

    coeficiente(

    :'-:- -:

    "-"*i.

    re Corresponde

    ,

    =

    -2

    J,

    lc,

    s

    coeflclentes

    de'i

    os

    ri Lr

    tia

    restarttes

    serr:

    -1,

    r,

    r

    r

    1;1r3

    ',:jt_r

    r

    l

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    i-l

    i,illa

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    Z-

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    6

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    hy----

    =

    4

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    J

    L-t

    ..

    ^

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    11

    L

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    L

    ')

    )

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  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    52/60

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    :r

    ,

    :-,:

    ;.;i

    :iiiil

    .

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    ':ill

    ii,

    .

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    li.:;,

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    1:.:r

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    .

    .

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    E

    (1

    /B)

    x'

    r

    )

    Lro

    C C,

    as

    hasta

    el

    infinito

    '

    ,

    Entonces,

    el

    rea del

    }--&rrento

    ci

    rcul

    ar

    s:'::

    (r/to)

    x7

    .

    por

    el

    Inisfiro

    razorlalTliento,

    se

    pueden

    intercalar

    ias

    \/1C

    Esta

    fue

    mi

    prjmera

    introduccin

    en

    esIOS

    estudjos,:='

    .

    crn innorl.iatamen't-e

    ernpeC

    a

    COnSiclerar

    que

    IOS

    trm'incS

    CJ

    uv

    )

    I lll(Lu

    lu

    I

    I

    -1

    _-a

    llt-

    L

    -)

    1-

    xZ

    i -

    2*?

    +

    x4

    1

    -

    xz)4iz

    (1

    2)6t?

    .

    -r'an

    Ser

    interpolados

    de

    la

    mj

    sn.,a

    mn3-

    err

    que

    lo

    habrn

    s'ido

    j:

    r:'=

    :':r-dd&S

    por

    ellcrs,

    y

    que:

    para

    es'ue

    prop'siio,

    slo

    Se

    reqUera

    omitif

    ''-

    :--iilinaclores

    I,3,

    5, 7,

    etc.

    que

    SLrll

    los

    trnlinos

    que expl'esan

    las

    re-'

    .-J

    sigifica

    guc,

    los

    coeficientes

    de los

    tr'niinos

    de

    las

    eXpresiones

    in--=.

    a-

    :

    :JS,

    es

    dec:r

    de

    (1

    -

    -Z)Il?

    o

    (I

    -

    x?)3/?

    o,

    en

    general

    '

    (1

    -

    -'

    -.lenen

    de

    las

    muitiplicacic,rres

    SUCeS'iVas

    de

    los

    trrn.inos de

    esta:r;:

    iil- a

    -5

    lt-

    -

    -T

    4

    tl,- i

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    x--

    .

    L

    -- .-. . . . r ***-

    *&i-.

    -*-

    ).)

    i?

    )

  • 7/25/2019 Historia Del Calculo Guillermina Waldeg

    53/60

    *^',

    +^a

    *f

    ,

    1?14

    ^

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    6-

    l tc

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    -L\r/

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    A

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    a

    1

    12

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    r/

    -r

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    -

    x )

    \-

    i-

    -1

    L

    5--1

    b

    -

    -K-

    l

    UI

    ccs veces

    por

    s

    nrj

    sina.

    procLrce

    I

    -

    ^2

    .

    Y

    cotno

    sia

    rro

    prueba cie

    eStES

    conclusiones,

    tat-

    de

    e.v.traer

    l,s rac

    Iiranera

    ari

    tnltica,

    lo

    cual

    resr-il

    t correctrJ

    '

    I e fornta

    c0nto

    irala

    j

    con

    ra ces

    cuadradas:

    ,'

    t

    t

    l

    -..

    .l

    :;

    :-:

    '^2')

    c,- : ta

    i,-

    ..

    t

    u

    lu

    T^--

    r\ ,_

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    J'

    ,i

    f

    I

    I

    it'-

    ,.

    I

    i,

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    t

    i-l

    n

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    +

    il

    ::

    t'

    ii

    r

    As

    entonces,

    conoc

    la

    redLiccin

    gene.al

    de

    raci'icales

    en serie

    s inf i

    despus

    de

    estar

    f

    am.i'l

    j

    ar

    j

    zado

    con

    I

    a

    extracci

    n

    de

    races.

    Pero

    una

    conoc

    j

    dc I

    o

    prinrero

    .

    1o

    seguildo

    no

    poda