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THÉORIE COMPLÈTE
DES
NOMBBES COMPLEXES
DANS LES DIVERSES FONCTIONS
SUIVIE D'UN COMPLÉMENT
PAR
G. C. LOUWENRIER.
ZALT-BOMMEL,
H. J. VAN DE GARDE.
1872.
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imprimerie de H. C. A. Thieme, à Nimègue.
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AVANT-MO T.
Die Berechtigung einer neuen Theorie
wird geprüft an ihrer Einfachheit, an ihrer
Uebereinstimmung mit früher bekannt ge-
wordenen Wahrheiten, an ihrer Umfass-
lichkeit und Fruchtbarkeit. Dr. Durdik.
Bien des choses jugées d'un certain point de vue sont
taxées être imaginaires , impossibles, vides de sens, etc.
Oes choses regardées d'un autre point de vue peuvent
perdre ces qualifications et se montrer toutes réelles.
La Théorie des nombres complexes et le complément
renferment des principes pour prouver cette vérité.
Z-B.
G. C. L.
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TABLEDES MATIÈRES.
Pag.
§ 1. Nombres; absolus, complexes......      1.
» 2. Distinction des directions en directes et en indirectes.
Signes pour la direction.......      2.
» 3. Les réductions des nombres complexes ...      3.
» 4. Les racines des Facteurs de la direction ...      4.
» 5. La signification et la valeur des Fact. de la direction.      5.
î> 6. Les règles des Fact. de la direction ....      6.
» 7. La direct, indirecte dans l'extraction des racines .      8.
» 8. Direction conjuguée et opposée.....    12.
» 9. Nombres; abstraits et concrets .....    13.
» 10. Autre manière de déterminer la signification et la
valeur des nombres imag.......    14.
» 11. L'équation a?' =z ± 1.......    16.
» 12. La valeur des formes complexes.....    17.
» 13. Suite. xn = zh 1........    19.
» 14. Objection. xn = ± 1.......    20.
» 15. Les nombres complexes dans les Fonctions expon.,
goniom. et cyclom. . . . '.....    22.
» 16. Les exposants.........    23.
» 17. Suite...........    25.
» 18. Remarque..........    27.
» 19. Les Exposants.........    30.
y> 20. Les nombres imag. et les formes complexes dans
les Fonct. goniom. et les cyclométrique? . . .    32.
» 21. ]/i.y dans les Fonct. goniom.....    35.
» 22. Les formes complexes dans les Fonct. cyclom. . .    35.
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VI                                          TABUS DES MA.TIEBES.
Pag.
Application de la Théorie . . .      37.
§ 23. Réduction de toutes les Formes complexes . .      37.
» 24. Sommes, Différences.......      39.
» 25. Produits..........      39.
» 26. Théorème de moivre. Exemples.....      40.
» 27. Quotients, Remarque.......      42.
» 28. Puissances..........      43.
» 29. Racines...........      43.
» 30. Conclusion..........      45.
» 31, 32, 33, 34. Logarithmes......      46.
» 35. Application de la Théorie......      53.
a 36. Opinions de Bernoulli, Leibnitz, d'Alembert, Euler      56.
» 37. Conclusion..........      58.
Complément.
Sur le complément . . . . . . . .      63.
Dr. Riecke, die Rechn. mit Richtungszahlen . .      64.
Formule de Montuela........      65.
Réductions , Exemples........      68.
Comparaison de la Théorie........      69.
Dr. Oscar Schlômilch, Algebr. Analysis ....      73.
Théorème de Côtes........      79.
Remarques . ........      84.
Dr. Lobatto , Lessen Hoogere Algebra ....      90.
Les quant, pos. et nég. ; détermination de la signification
et de la valeur..........      93.
Les polynômes....... . . .    100.
Duhamel, des Méthodes dans les sciences de raisonnement    102.
Les opérations avec les nombres pos. et les nég. .           116.
Le sens concret dans ces opérations.....    122.
Duhamel, sur le même sujet.......    126.
Dr. 0. Hesse, die vier Species           . . . . . .129.
Les quantités imaginaires........    129.
Duhamel, équation du second degré opinion sur ce sujet    131.
Duhamel, des Fonct. transcendantes de quant, imag. .    135.
eV-i.« = „y-1-* = i\x.......    140.
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TABLE DES MATIERES.                                         Vli
Pag.
Sur la généralisation . .......    142.
Duhamel, III, page 396 etc.
Exponentielles et Log. imaginaires......    144.
Expressions des Sinus et Cosinus au moyen d'Exponentielles    151.
La signification concrète des quantités imag. et des For-
mes complexes..........
    152.
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ERRATA.
Planche. — Th. c. d. n. concrètes , lisez complexes.
Page 8, ligne 7, lisez |Ka3î(jr.f) = a\/a .{—]/—) =
» 15, » 8 en remontant, lisez a;2 = -flj/—1 = 1/—1.
» 16, » 12 »         » lisez l/+l,jK-H,#H-l, etc.
» 26, >) 8 »         » Remarque. Sur cette page et
dans la suite se trouve que ±y dans l'exposant y/—l.y mar-
que le nombre des degrés ; le nombre y indiquant la grandeur
de l'arc de la direction, exprime le plus souvent cette grandeur
en unités du rayon.
Page 36, ligne 9 , 0° lisez 0.
»
37,
»
66,
»
97,
»
121,
2 en remontant j/— 6, lisez ■$/b.
12 »
          »          lisez encore : ou i\\
(cos 1 ~f- V— 1 sin 1).
12 »
          »          — <0, lisez < 0.
+ 12
4, Sign. + 12 , lisez Sign. -— = -f- 3.
.„             , , —an                          an
125, » 14, ------ =4- a, » ------ = — a.
' +n                            + n
135, » 3, racine absolu, » racine absolue.
141, » 18, a+I^-'-T, » a» + K'-tJr.
152, » 7 en remontant Bb\/—1 , lisez:
Bb — y— 1. a sin <p.
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§ 1. üVombres ; absolus, complexes. Les nombres
indiquent les quantités, et comme tels ils marquent le
rapport à l'unité.
Dans l'Arithmétique ils ne sont employés que pour mar-
quer cette relation , soit à l'unité abstraite , soit à l'unité
concrète.
Dans les autres parties des Mathématiques les nombres
ne marquent pas simplement cette relation à l'unité ; à
l'aide de signes ils marquent encore d'autres relations ,
auxquelles on peut donner en général le nom de position,
de situation, de direction.
Les situations, les directions les plus connues sont celles
de positive et de négative ; la situation négative comme
toutes les autres se rapportent à la position positive , qui
sert de base à toutes les autres et par laquelle la signi-
fication de toutes les autres est déterminée.
Dans ce qui suit les nombres seront divisés en nombres
absolus et en nombres complexes.
Les nombres absolus indiquent simplement la quantité ;
les nombres complexes marquent non seulement la quan-
tité , mais encore la situation, la direction.
Le nom de direction est employé, pour marquer la
situation , la position , où une grandeur se trouve comme
l'indice de ses relations.
1
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Fia.C.
lig.2.
J'6
A's
B'
Ii
Fig. 11
y-
JigJL
ïiy. iO.
Fia. ü
t
c
D
B
?
d
0^\ l
C
Iheorit complete cks jiom.br'e's Concrets etc.- (r.CZ/.
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2
Et comme les nombres représentent des grandeurs , la
direction dans les nombres impliquera pour les grandeurs les
idées dérivées de la direction comme signe des relations.
La suite rendra plus clair, ce qu'il y aura d'obscur dans
cette définition.
Fig. 1. Soit O l'origine; OA une grandeur dans la
direction fondamentale, positive ; on peut se figurer que
la grandeur OA passe de cette position dans celle de OA'
à l'aide d'une rotation de 180°, l'origine 0 restant fixe,
tandis que le point A décrit l'arc de 180°.
De la même manière les autres directions peuvent être
déterminées , à l'aide des arcs décrits par la ligne sur le
centre 0.
Les nombres complexes renferment les deux facteurs pour
indiquer ces différents rapports :
a— — l.a; \/— a2 = \/~ 1- l/«2 = V — 1- «.
signifiant : — a contient a unités , dont chacune se trouve
dans la direction marquée par —1.; j/—1. a renferme
a unités , chacune dans la direction \/ i.
§ 2. Distinction des directions en directes et in-
directes.
Signes pour la direction.
Il est nécessaire d'observer déjà ici, que les directions
se divisent en directes ou données et en indirectes ou
possibles.
On entend par direction directe, la direction indiquée
directement par le facteur directif ; par direction indirecte,
possible ou imaginaire, celle , non donnée directement, mais
implicitement ; elle comprend outre la direction directe,
marquée par le facteur directif, les rotations complètes ou
de 360, que la grandeur a faites outre celle indiquée
par la direction directe.
Pour indiquer ce qui précède , on doit savoir que dans
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3
la suite pour marquer les directions dans les nombres
complexes , on se servira du signe (f) suivi de l'arc ou
des degrés qui indiquent la rotation , ainsi
-f- a — -f- 1. a sera = |0°. a — a |0°.
a=i.a » = |180°. a a fw ,
et ce sera la signification de la direction directe; la direc-
tion indirecte impliquera encore les rotations possibles , et
signifiera par conséquent :
Outre:-!-a = -f i.a — a|0° encore a|27r, a^iv, afômr.
a = —i.a = a\7T » a^Sn, afoy, a|(2n + l)7T.
etc.
                                      etc.
§ 3. lies réductions des nombres complexes. lies
opérations par rapport
aux Facteurs de la direction.
Dans les mathématiques on applique aux nombres complexes
les différentes opérations, par lesquelles non seulement
les nombres absolus, renfermés dans les nombres complexes
subissent des réductions , mais aussi les signes , qui mar-
quent les autres relations présentent à la suite de ces
opérations des transformations particulières.
Les opérations principales , (l'addition , la soustraction ,
la multiplication, la division comme aussi l'élévation aux
différentes puissances) n'ont pas introduit d'autres directions,
marquant la relation ; — les nombres ne restaient que
positifs ou négatifs.
Ce n'est que par l'extraction des racines que les facteurs
de direction sont augmentés, ce qui a produit une espèce
particulière de nombres , nommés imaginaires, impossibles
etc. ;
par la combinaison de ces nombres et les réels on
obtint les formes complexes , ± «zh V— 1. b.
La racine d'un nombre absolu est un nombre absolu,
rationnel ou irrationnel ; et dans ce cas chaque nombre
ri a qu'une seule racine pour l'extraction de chaque degré.
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§ 4. L'extraction des racines des Facteurs de
la direction. — Dans les mathématiques se présentaient
les cas, que la racine était demandée d'un nombre dans la
position positive ou négative.
par ex. ^y± a" = py± 1 -(ya".
j?"a" = a; niais quel est le sens qu'on doit attacher à
la demande: la racine d'une situation, d'une position,
d'une direction ?
Peut-être on ne s'est pas fait cette question, parce qu'on
n'aura pas fait attention aux différents éléments , compris
dans les nombres complexes.
Dans certains cas il paraissait qu'il n'y avait pas de
difficulté à déterminer les racines , on avait par ex.
jK± a3 = ±a; ]y± a5 = ± a.
en général les racines d'un degré impair de nombres posi-
tifs
ou négatifs donnaient un nombre positif ou négatif.
Ainsi. 2£+l ±: a2w+' = ± o.
La réponse à la question : Pourquoi ? était tout simple-
ment : que les racines élevées au degré indiqué , suivant
les règles de la multiplication, donnaient la puissance
primitive.
Cette réponse cependant n'éclaircissait pas pourquoi
l'extraction de la racine d'une direction ne changeait en
rien la direction primitive ; surtout puisque l'affaire était
tout autre dans les racines d'un degré pair ; on avait
pourtant l/+ a2 = ± « » et de même avec toutes les
racines de degré pair de nombres positifs; en général:
p\ a2" = ± a.
La raison qu'on donnait était la même que dans les
racines de degré impair ; — mais ce n'était pas expliquer
l'affaire à fond ; on ne donnait pas les raisons de la
différence, que dans les racines de degré pair d'une gran-
deur positive , la direction de la racine est double, positive
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5
ou négative , tandis que dans les racines de degré impair
d'un nombre dans la même direction positive la racine n'est
que positive.
Plus grande était la difficulté , qui se présentait dans
les racines de degré pair de nombres négatifs,
V/ — a2 non = Hh « »
et comme on ne connaissait d'autre situation et qu'on ne
savait définir cette situation inconnue , on donnait simple-
ment le nom d'imaginaire, d'impossible aux nombres re-
présentés par ces racines,
On les indique en général par le signe v7—-1 , i; —
ces nombres proviennent de la formule générale :
p— aä" = a p — i —a ]/— 1.
Dans la suite on pourra juger s'il est juste de réduire,
comme on le fait généralement, a p-----1 à a]/1.
§ 5. Sur la signification et la valeur des Fac-
teurs de la direction.
— On est parvenu à trouver
une valeur réelle pour la forme imaginaire \/ —1, et par
là on a pu approfondir la signification de ces grandeurs ,
déduite de la signification de positif et de négatif comme
direction , suite de rotation,
La proportion ou la relation entre positif et négatif,
peut être représentée, d'après ce qui est dit précédemment,
par la proportion :
+ : — = 0° : 180» = 0° : t.
signifiant que la relation entre ± est la même que

celle entre rsKa dans le sens de rotation.
lot)
On déterminait la signification de \/—1, à l'aide delà
proposition géométrique : trouver la moyenne proportion-
nelle de deux nombres ou grandeurs.
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6
Fig. 1. Soit 0 l'origine, OA — -fc-1, OA' = — 1. On aura
OA" = i/(+ 1) (— 1) = V— 1-
La solution de ce problème donnait la signification et
la valeur de \/— 1 ; on voyait que , — 1 indiquant la
différence de direction de 180» avec -f 1 ou la direction
positive, j/—1 marquait la différence de 90° avec .|- 1.
La relation entre ces directions peut donc être exprimée
par la proportion suivante :
{4-1 : ]/— 1: — lj = { 0': 90° : 1 80°] •
Note. Dr. Riecke a fait une objection à ce Théorème
dans son livre intitulé : die Rechnung mit Rich-
tungszahlen etc. ; dans les annotations qui suivront
la Théorie, on trouvera la réponse à cette objection.
§ 6. Sur les règles que suivent les Facteurs de
la direction dans les différentes opérations.
Pour déterminer les significations des autres Facteurs de
direction , il sera propre d'observer et de prouver que ces
Facteurs suivent en général les règles des Exposants dans
les diftérentes opérations.
Pour l'addition et la soustraction on n'a pas de
règles pour les Exposants ; il en est de même avec les
Facteurs directifs.
Remarque. Dans le complément se trouve une note
sur les signes -K
Dans cette note il est essayé d'expliquer le sens ren-
fermé dans les exemples suivants, sur le quel les ma-
thématiciens ne sont pas encore généralement d'accord.
(+a)-h( — a)=o; (\/ -~ a) + (— y/ a) = o.
(+ a) + (— b) -^ + (a— b) - — (i— a).
(—a) + {+b) = — (a~b)^-h(b — a).
(+ a) — (— b) - a -f- b ; (— a) — (— b) = a + b.
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7
Plus tard il sera démontré que les expressions fy a
b peuvent toutes être transformées en formes com-
plexes
, dont on peut trouver la somme on le reste, qui
après peuvent de nouveau être réduits en quantités com-
plexes.
De cette réduction il suivra, qu'il n'est pas juste de
dire que les sommes ou les restes :
y — «±r- b,
en général £/ a±V"—° ne souffrent point de réduc-
tion, même quand les valeurs absolues de a et b sont
connues.
Dans les Produits et les ftuotients les Exposants
suivent les règles de l'addition et de la soustraction , le
même en est avec les Directions.
2
a
■a . -f- a = a/\0 . af 0 — a2f 0 » =
a . — a = a^w . a\x = a2|27r — -t- a2
\/— a . \/—a — {y—1 |/a) (]/— 1 ]/a) -
Va\\ . i/aff . = 4»- = -a.
afO0
^--4oo-n(--o)-it-= -i.
+ « __ a|0° _ af^r _ 4* _ _ 1>
— a          a^»            ccJV7f
Dans le dernier exemple il n'était pas nécessaire de
substituer la direction indirecte afôn à la direction directe
af 0 » , car en suivant la règle on aura :
^ = lt(0-*) = lt-r = -l,
ce qui donne le même résultat ; quand on tourne la ligne
O A = 1^0° (voyez la Fig. 1.) soit en direction positive,
soit en négative l'espace de 180°, elle parviendra dans les
deux cas dans la position OA' = lfjr.
Dans l'Elévation aux Puissances, comme aussi
dans l'Extraction des Racines les Exposants sont
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8
multipliés et divisés par l'exposant marquant le degré de
l'élévation et de l'extraction ; il en est de même avec les
facteurs directifs.
(■+■ a)3 = (cij0°)3 = a3p.0° = a3/\0' = + a3
(— a)4 = (a^Tf)* = a4f47T = a4\o' = -h a4
W - a)3 = {y - 1 V «)3 = W 4f)3 = V «3tï =
V a3f = ai/«(V-f) — v/ 1) = —a\/—a.
{V - ay ' = (V - 1 t/ a)r = (,/ aff)7 ■= v/ a'fj =
a» |/ af (3?r . g) = a3 y/ 4(2*- . w . |) =
V/1. a3 j/a — — a3 \/— a .
7. Observation de la direction indirecte dans
l'extraction des Racines.
— ^'extraction des Racines
demande une attention particulière ; dans les nombres
complexes les opérations se rapportent aux deux éléments
intégrants de ces grandeurs, comme déjà il est montré
dans les opérations qui précèdent ; il en est de même
dans l'extraction des racines.
Dans les opérations précédentes on réduisait quelquefois
le résultat avec une direction indirecte à la direction directe.
)/a?f^ = a3\Zap7T.^ = a3]/aP .-= ~ a3\/ — a.
Dans l'extraction des racines on ne se borne pas à la
direction directe, mais on applique encore l'extraction à la
direction indirecte, pour avoir toutes les racines complexes
possibles.
Dans l'extraction on doit déterminer :
1.  la racine du nombre absolu,
2.    » » du facteur directif.
La racine du nombre absolu n'est qu'un single nombre
absolu
pour chaque degré d'extraction ; il en serait ainsi
avec la racine de la direction, si l'on n'avait qu'à déterminer
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9
la racine de la direction directe et non en même temps celle
de la direction indirecte, possible, imaginaire.
De là il résulte que le nombre des racines d'un nombre
complexe peut être quelquefois bien grand ; — quand on se
borne cependant à la direction directe, la racine de la direc-
tion
comme celle du nombre absolu n'est qu'une.
Par cette remarque bien des choses seront éclaircies et
expliquées à fond.
En observant non seulement la direction directe , mais
encore l'indirecte , on a :
+ a2 = «2|o» = a2f 2tt - a2f4/r — a2f 2nw.
y/ + a2 =. \/ + 1V7«2 = «tÇ = ?t Ç = «2Îy = etc.
= afO° — ajV __ af27T etc.
= -f- a, — a , H- a. etc.
Cet exemple donne d'abord l'explication de la racine dou-
ble dans le cas que la racine est d'un degré pair,
1K -f- «3 = iK + 1. a = a\ J aff, aftj*, «f^ etc.
= a\0, ap20°, af240°, af2?r
= -f- a, «|120°, a|240», + a.
L'exemple prouve qu'il n'est pas juste de poser comme
règle absolue : les racines de degré impair d'un nombre
positif ne donnent que des nombres positifs.
Le nombre des racines est égal au nombre de l'indica-
teur ou de l'exposant du degré dans le cas qu'on observe
la direction directe et Cindirecte.
Au contraire en n'observant que la direction directe dans
le nombre complexe , la racine n'est qu'une , on a:
j4/ + a" — af« — af0° = H- a.
■§/ -f- a3 = 4|' = ap° = -+- a.
Dans les racines de degré impair on néglige toutes les
autres racines , parcequ"elles contiennent des facteurs direc-
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-10
tifs , non directement positifs ou négatifs , mais indiquant
des directions moyennes.
Ces racines cependant ainsi que les autres possèdent
toutes les qualités des racines , cequi est démontré en les
élevant à la puissance de l'extraction ; — on les néglige, on
les ignore ou bien elles sont taxées impossibles, imaginaires
Remarque. Plus tard il sera prouvé que ces grandeurs,
taxées comme impossibles, imaginaires, représentent cepen-
dant des tormes complexes, c'est à dire des grandeurs
réelles . unies à des grandeurs imaginaires , dont on fera
encore connaître la vraie valeur, qui n'est pas toujours
imaginaire, dans le vrai sens du mot.
(afO »)3 = a3|3.0» = a3j0° = -j- a3
(af 120°)3 = a3|360» = + a3
(4240 °)3 = a3J720° = a3p?r = -)- a3.
Dans les racines de degré pair on observe à ce qu'il
paraît , peut-être sans le savoir , non seulement la racine
de la direction directe, mais encore celle de l'indirecte
avec le facteur négatif et on néglige les autres.
De là on obtient :
\/ -|- a1 — ± a ; dans ce cas on n'avait que deux racines
différentes , qui l'une et l'autre sont observées.
V + a2 = V + L « = 4? . 4y . etc.
— 4O0 ' 4T ) etc-
= + a , — a.
*, + a*= fi» + 1. a = a fÇ, af{, a\% a\% af-? etc.
= 4ov4f>4* »4t'42t
= -f- a , j/—1. a, — a, —\/—1. a, + a.
Cet exemple marque les 4 différentes racines de T^ ■{■ a4;
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11
dont on n'observe que ± a , tandis qu'on néglige les deux
autres comme imaginaires.
Toutes ces racines sont de vraies racines , comme il est
montré plus haut, et encore on pourrait s'étonner de
ce qu'elles sont négligées, vu que la signification en est connue,
la direction moyenne signifiant une direction réelle, celle
de 90 ■>.
Le nom d'imaginaire est donc inexact à deux égards ;
d'abord puisque ce sont de vraies racines, et puis des racines
à valeur réelle, mais relative, comme il sera prouvé dans
la suite.
V' — a« = !/ — 1 o = ofj, aff , «f* etc.
=          af90», aî(V.90)", af(2;r . 90)" etc,
=                         —af90» , af90» etc.
= v7—1.«, —V—l.a, v7—!• a etc.
La signification de j/ — l.a étant trouvée , comme il
est indiqué plus haut, l'application de la théorie au même
exemple, sert à en prouver la justesse par la conformité
des résultats.
Les deux racines satisfont aux qualités requises :
(af90»)2
        =a2|180»         = — a2
(af(V . 90 "Y = a2f(2;r.l80)° = — a2.
Pour développer les idées sur la manière de déterminer
les facteurs direciifs dans l'extraction des racines, la
détermination des différentes valeurs de ^-----a12 servira
à le montrer plus amplement encore.
^_ai2 = £._t. a =
4f2> 4g, -tg. 4g. 4g, 4Ï> 4t> 4t,
«tlar. 4^, 4Ï> 4^,4^0.
= afl5», af45°, af75°, afl05% afl35°, afl65» ,
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12
a^T. 15», afT.45», af7r.75«, aJ7T.105°, affl-.135«,
afTT.165». a|25r.l5 etc.
On voit dans cet exemple que -fi-----1. a12 n'a que 12
racines différentes ; qu'il n'y en a plus , puisque en con-
tinuant, les racines se répéteraient régulièrement;
otg = 4(2*-f2) = 4(2^ -ß).
Cet exemple prouve ce qui est observé ci-devant, qu'il
n'est pas juste de mettre en général :
ap- — 1 = «1/-1,
car on voit la différence dans l'exemple précédent :
■fi-— 1 =^yjy—1 n'est pas simplement = y— 1.
V1 = t/lK 1 » »
          >              —V— !•
§ 8. Division en directions conjuguées et oppo-
sées.
— L'exemple montre encore que les 12 racines
renferment des formes , qui de deux manières peuvent être
combinées deux à deux , par rapport à certaines conformités ,
qui méritent d'être remarquées et distinguées par des noms.
Fig. 1. Pour expliquer la dernière remarque soit
OA = 1 = -+- 1.
l_ AOB = l_ AOB' = l_ A'OB" = ?».
OB sera = lf¥>.
OB' = lf — ?«.
OB'7 = lfsr. <p'. = 1 (—f¥>°) = — lfp».
Les mathématiciens donnent le nom de grandeurs con-
juguées à OB et OB' = lfp° et lf — y»; leurs directions
sont positives et négatives par rapport à la direction posi-
tive OA , la base de la direction.
OB et OB" sont opposées par rapport à l'origine 0.
OB, OB" = lf , lf(5T . <P) = lf?, 1(— fiP) = lfP, — lf¥>.
Dans ce qui suit OB , OB' seront appelées grandeurs à
direction conjuguée ; OB , OB" grandeurs à direction
opposée.
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13
Ainsi dans l'exemple Ar— 1 . a12 les nombres ou les
grandeurs :
afl5° et a^TT . 165° = af — 15°
sont conjuguées.
ap5« et ajV . 105° = af — 75°
afl5° et ajV . 15° j
.__           A __ sont opposées.
a|75° et afjr . 75° |             vy
Cequi précède renferme la signification fondamentale et
complète de toutes les grandeurs imaginaires ou plutôt
de toutes les grandeurs complexes et en détermine en même
temps la valeur réelle , cependant toujours encore dans un
sens abstrait ; — dans la suite il sera essayé de trouver
le sens concret des grandeurs généralement taxées comme
imaginaires , impossibles, et dans un sens abstrait et de
plus encore dans un sens concret.
Le mot signification complète demande cependant une
certaine restriction , savoir qu'il ne se rapporte ici qu'au
cas que les nombres complexes représentent des grandeurs
ou des nombres ordinaires ; les nombres complexes se pré-
sentent encore dans d'autres relations, ils peuvent être
Exposants, et encore dans les fonctions goniométriques
et les cyclométriques ils sont employés pour indiquer les
lignes goniométriques ou des arcs de cercle ; les nombres
complexes figurant dans ces fonctions demandent d'être traités
séparément pour en trouver la signification et la valeur.
Ce point important sera examiné plus tard.
§ 9. Distinction des nombres en abstraits et en
concrets.
— Les nombres sont divisés, dann ce qui précède,
en absolus et en complexes ; — on les divise encore en
abstraits et en concrets.
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14
Les nombres abstraits indiquent des quantités , dont
l'unité est abstraite ; les concrets au contraire dans cette
division, marquent des quantités, dont l'unité est concrète,
c'est à dire, on sait quelle est la grandeur réelle , qui
représente l'unité de ces quantités.
Dans les Mathématiques l'unité positive étant déterminée,
on est parvenu dans bien des cas à trouver la grandeur ,
qui correspond à la grandeur négative ; dans les cas où il
ne se présente point de grandeur , répondant à cette fin ,
les grandeurs négatives sont jugées être impossibles ,
imaginaires.
Dans l'Algèbre la solution d'un problême donnant une
grandeur représentée sous la forme imaginaire ou complexe,
le problême est jugé immédiatement comme impossible,
imaginaire.
Quand on ne sait la signification ni la valeur des nom-
bres complexes dans toute leur étendue, on ne peut
s'étonner de cette décision immédiate ; — il n'en est pas
ainsi quand la valeur , la signification est trouvée ; dans
ce cas, de même qu'avec les réponses négatives , on ne
se décide à juger le problême impossible, imaginaire, qu'a-
près avoir prouvé , qu'il est impossible d'attacher quelque
idée concrète à la réponse à forme imaginaire ou complexe.
Au lieu d'insérer ici un traité sur ce point, qui n'est
pas des plus faciles , ni des plus agréables, vu que non
seulement jadis , mais encore dans ce temps les opinions
sur ce sujet diffèrent beaucoup, voyez les idées de Du-
hamel dans : Methodes dans les sciences de Raisonnement
2 partie page 161 etc. ; il sera plus convenable de
réserver cette étude pour la fin , quand les grandeurs ou
les nombres complexes auront été expliqués dans toutes leurs
relations ou dans toutes les fonctions où ils se trouvent.
§ 10. Lia signification et la valeur des nombres
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15
imaginaires peuvent être déterminées encore d'an-
tres manières.
— La manière précédente, quoique cer-
tainement la plus simple , la plus naturelle et en même
temps la plus complète pour déterminer la signification et
la valeur des grandeurs imaginaires, n'est cependant pas
la seule pour parvenir à ce but.
La signification et la valeur de j/ —1. se trouvait à
l'aide de la moyenne proportionnelle entre -h 4 et — 4 ,
de la même manière on pourra parvenir à fixer celle des
autres grandeurs imaginaires ; cependant dans tous les cas
on ne parvient pas de cette manière à toutes les valeurs
de ces grandeurs.
Pour trouver la signification et la valeur de jy — 1 ,
on pourra regarder cette grandeur comme une des moyen-
nes proportionelles entre + 1 et — 1 ; l/ — 1 étant la
seule moyenne proportionnelle entre ces deux grandeurs ,
on peut se figurer que jK — 1 est une des trois moyen-
nes entre + 4 et — 1 ; de sorte qu'on aura :
+ 1 :u = î:i/ = yt2=2:l,
Pour y on a trouvé la signification et la valeur de \/ — 1 =
1^90°; cherchant maintenant la moyenne entre + 1 et
\/ — 1 ou entre \/ — 1 et — 1 on aura la valeur de
\y — î.
-4-1 : x = x : \/ — 1 ; cequi donne
x^~ + 1 \/ 1 = \/ — 1
x =VV — 1 = jK—l
de même on aura : z — j/ (— 1 j/—■ 1) = \/— 1 \y—1.
La proportion continue sera donc :
+ 1 : jK — 1 = \y — 1 : \/ — 4 —
y/ — 1 : i/_l^ _ 1_ \/—i yy —4 : — 4.
De cette proportion il suit :
■f — i _ K—î _ y—\\y—\______— i _ .
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46
De ce qui est prouvé auparavant , il est connu que la
puissance du second degré d'une direction signifie la direc-
tion prise deux fois , de sorte qu'on a :
O-----4)2 = i/— 1 = 2flK —4.
j90° = 2fi^ —1.
ainsi
                  f9°° = f45° = \<y — 4.
De la même manière on trouvera la signification et la
valeur des autres racines de degré pair contenues dans
la forme p-----4.
En appliquant cette méthode aux formes suivantes -0/ — 1,
Tjy — 4 , ^P — 4 on ne parvient qu'à trouver une seule
valeur , savoir [?/ — 4 = 4|;r et ainsi pour toutes les autres.
La valeur de $/ — 4 se trouve en prenant deux moyen-
nes proportionnelles , savoir :
+ l:i = it:y = y:l,
Encore en suivant cette méthode on ne trouve pas les
différentes valeurs des formes :
!/+1,^+1, ^ + 1, *i?+i.
Il suffira d'avoir indiqué d'autres manières, et d'avoir
prouvé, que les résultats obtenus de ces manières ne sont
pas en contradiction avec la première méthode.
La méthode des moyennes dans les proportions conti-
nues est la même que l'interpolation dans les séries géomé-
triques et arithmétiques , qui donnerait les mêmes résultats.
§ 44. Sur l'équation xn— ±\,x=.f^±\.
Ce sujet est traité bien amplement dans tous les cours de
l'analyse algébrique.
Le sujet est défini comme devant prouver le nombre des
racines de ï'unité, nombre égal à l'exposant de la racine n.
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17
D'après ces traités l'équation renferme 4 cas différents,
pour n pair, x -çy -+-1 renferme les racines réelles ± 1 ;
» n impair, x — "V + 1 ne renferme qu'une seule ra-
cine réelle -f 1 ;
» n pair > x = ^ — 1 n'a aucune racine réelle ;
» n impair, x — ^y — 1 renferme la racine réelle — 1.
Toutes les autres racines sont imaginaires et ont toutes
la forme complexe :
(cos <p -f V — 1 . sin y).
Ce qui signifie réellement :
l(cos <p -f- \/—1 . sin <p).
§12. Sur la valeur des formes complexes.
De la combinaison des grandeurs'; réelles et des imagi-
naires naissent les formes complexes.
« + V - i • y-
Après avoir trouvé la signification de ]/—l.y, on
est parvenu à déterminer la valeur complexe des formes
complexes.
Fig. 2. Soit OA = x , AB = y , AB' = — y.
En considérant en même temps la direction de AB et AB'
par rapport à OA, prise comme base de direction, on a
OA= -f x; AB= i/— l.y, AB' = — i/—1 .y.
Puis on a OB = \/ \ OA2 + AB2 j —. \/ [ x* -f- y* j = R.
Cette R est la valeur absolue de \/(x2 -j- y2); par rapport
à OA, OB a une certaine position, dépendant des valeurs
de OA et AB ; — cette position peut être déterminée par
l_ AOB dont la tangente est égale à t,
La valeur complexe de OB peut donc être exprimée par :
OB = R t arc. tang y- et OB' = R f arc. tang ^.
2
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18
La valeur obtenue de cette manière représente celle de
la forme complexe.
On a donc la formule fondamentale :
x±\/ — 1 . y — \/ (*2 + y2) \ arc tang ■=-?_.
B t » » H
Les grandeurs x et y dans x -f- V — 1 • 2/ diffèrent par
rapport à la direction.
Dans le sens de la Théorie ordinaire les grandeurs x et y
de la forme x -f V—1 • y sont regardées comme hétéro-
gènes; l'une X étant réelle, l'autre \/—1 . y imaginaire,
impossible ; dont il suit que ces grandeurs ne sauraient
être unies ; l'une par rapport à l'autre est de nulle valeur.
Dans le sens de la Théorie qui précède, d'après laquelle
ces grandeurs ne différent que de direction, qui n'est pas
jugée absolument imaginaire ou impossible , ces grandeurs
nonobstant la diversité des directions , ne sont pas sans
influence l'une sur l'autre , comme il sera expliqué dans
l'exemple suivant.
Ne considérant que la direction positive et la négative ,
si quelqu'un demande :
Une personne ayant fait la route représentée par les
lignes OA et AB ou AB' dans les directions données, quelle
est la distance que la route AB ou AB' a ajoutée à la
distance positive OA ?
La réponse sera nulle, ainsi ne considérant que les dites
directions , on a :
x±\/ — 1 .y = x±0.
Au contraire si l'on demande : A quelle distance du
point O on est parvenu par les routes données avec leurs
directions; la réponse sera OB ou OB' comme la distance
absolue ; — la distance complexe indiquée par les grandeurs
complexes sera :
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19
OB , OB' = v/(a?a + ya) f are tang ±|.
§ 13. Suite sur a; = l^±l. Pour reprendre les racines
de la dite équation , les formes complexes qui représentent
les racines imaginaires :
(cos P+/-1, sin 9) — l(cos 9 -f y/— 1 . sin 9)
peuvent être réduites à la forme complexe :
l/(cosa¥> -f sin2 9) f arc tang ^| = lfp.
Par conséquent en mettant l'arc <p pour représenter les
arcs des différentes directions on a pour les valeurs :
X =p^ dti = if ±9.
Encore cette forme comprend non ' seulement les ra-
cines imaginaires , mais en même temps les réelles, car
± 1 = lf°; = l(cos °; + 1/ -1 . sin °J).
Les différentes valeurs de <p se trouvent, comme il est
indiqué ci-devant dans l'exemple j>- ± 1, en écrivant pour
± 1 , les valeurs à direction directe et indirecte.
+ 1 =lfO, ipT, lf4îr.....ipuTT etc.
dont les racines sont ^y -|- 1 =
if, ip, lt-.....lt— etc.
De la même manière on trouve celles de p*- — 1 , pour
les valeurs des nombres n pair ou impair, comme il est
expliqué dans ce qui précède , où en même temps il est
démontré que le nombre des racines'ne peut monter au
delà de n, pour ne pas tomber dans des répétitions.
La question d'après ce qui est dit sur l'équation x" — -+- 1,
X = i>-± 1 sera : s'il est juste de la regarder comme
devant prouver que le nombre des racines de l'unité est
égal à l'indicateur du degré de la racine?
Ou bien : l'équation bien comprise ne renferme-t-elle
principalement, fondamentalement la solution de l'extraction
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20
des racines de la direction dans les nombres complexes?
Les nombres complexes renferment deux facteurs, l'un
c'esi le nombre absolu ; l'autre c'est le facteur de la
direction
; — pour avoir la racine complète il ne suffit
pas de déterminer le nombre absolu , c. a. d. la racine du
facteur qui indique le nombre absolu, et dont dans tous
les cas pour chaque racine d'un certain degré le nombre
n'est qu'un; -— mais encore on doit déterminer la racine
de la direction,
la direction n'étant pas un facteur inva-
riable dans ces opérations.
Il est prouvé que la racine de la direction ne serait
qu'une de même que celle du nombre absolu , quand on
se bornait à déterminer simplement la racine de la direc-
tion directe, mais puisqu'en même temps on doit considérer
la direction indirecte renfermée implicitement dans la
directe , le nombre des racines n'est pas un , le nombre
dépend de celui indiquant le degré de l'extraction et quand
on finit où la répétition des directions commence, le nombre
de ces racines est égal à ce même nombre.
Ainsi pour n — 12 ]/• d= 1 = ]>• dr 1 • 1.
On a d'abord i^- 1 = 1 ; cette unité est la seule racine
absolue du nombre absolu 1.
t£t ± 1 indiquant la racine de la direction ne serait
qu'une pour la direction directe i\7l, et serait = 1 j1-,
lt-.
En considérant la direction indirecte on trouvera les
autres racines, comme il est indiqué ci-devant.
§ 14. Objection sur la manière de considérer
l'équation a:*1 ± 1. Peut-être encore après ce qui
précède, on fera l'objection: la racine de l'unité n'est pas
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21
simplement l'unité ; — et pour preuve on citera une
multitude d'exemples, p. ex.
On dit : le second nombre élevé au 5me degré donne
l'unité.
Réponse. — Le 5me degré ou la puissance demandée
donne l'unité, c. à d., l'unité complexe + 1 = lfO» =
lf2njr , et non la simple unité absolue.
La racine y^i+V-!^ go+ 2^5) n.est pas la
racine de Vunité absolue ; — cette expression bien com-
prise l'enferme implicitement deux facteurs, les racines des
deux facteurs de l'unité concrète; — savoir
t^5 -J,         A t^(10 4-2K 5)
4 4-K 1           j           
^5-i , J Â f/(10 + 2l/5)
4------h »/— 1--------1--------
Le facteur 1 est égal à ty* 1, comme la simple et uni-
que racine, de l'unité absolue, et le second facteur n'est
autre chose que la réduction de (cos 72»+ j/— 1 sin 72«)
c. à d. qu'on a substitué à cos 72» et à sin 72« les
valeurs des lignes goniométriques par rapport au rayon
du cercle = 1.
L'analyse de cette objection donne le résultat suivant :
1 (cos 72«+ V— 1 sin 72°) = lf72° = lf^.
Ainsi tout le second membre n'est autre chose que la
transformation de la direction \~; — et quand l'équation
n'était pas prise dans le sens qu'elle exprime implicitement,
elle serait fausse, car prise explicitement j^"l n'est que
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22
1, et non le second membre, qui est une forme complexe ;
laquelle n'entre pas dans les grandeurs absolues — tandis
que la valeur du second membre ne se trouve pas dans le
premier, 1 n'étant que l'unité absolue, grandeur sans
direction. — Ainsi la formule est fausse :
ffy = y*-i ! y ^(10 + 2^5)
Si l'on transformait de la même manière les autres
racines du 5me degré de l'unité -f- 1 > on aurait toutes les
expressions, -qui représenteraient les facteurs directifs
lf-j?, lt-r- etc. sous des formes complexes.
Ce qui précède suffira pour bien comprendre le sens de
cette équation ; c'est par elle qu'il n'y a plus d'incertitude
sur la signification, la valeur de toutes les grandeurs
complexes, car étant en état de déterminer les racines
des deux facteurs dans les nombres complexes la racine
complète est connue.
L'importance de ce sujet non généralement encore re-
connue ou regardée sous ce point de vue , fera que dans
la suite il sera nécessaire d'y revenir, pour éclaircir cer-
tains points de l'analyse algébrique et encore pour décider
la question des logarithmes des nombres négatifs, en général
des nombres complexes et des formes complexes ; ques-
tion qu'on regarde comme décidée , mais dont il sera prouvé
que la décision est fausse ou bien qu'on a laissé le dernier
mot à un théorème faux.
§ 15. Les nombres complexes dans les fonctions
exponentielles, goniométriques et cyclométriques.
Il est dit plus haut, qu'il ne suffit pas d'avoir trouvé la
signification des nombres complexes dans les formes ordi-
naires , pour pouvoir dire d'en connaître la signification,
la valeur complète; — il est nécessaire d'examiner si la
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23
même signification convient à ces nombres dans les autres
fonctions où ils se trouvent.
Ces nombres se trouvent encore dans les fonctions ex-
ponentielles , goniométriques
et cyclométriques.
Les formules où se trouvent ces grandeurs, sont de
grande importance dans cette partie des mathématiques ; —
il est donc nécessaire d'analyser les expressions où elles
se trouvent dans ces relations, pour pouvoir décider sur
leur signification et leur valeur et pour décider ainsi
ce qui en est des formules elles-mêmes et des conclusions
qu'on en tire.
La signification trouvée et déterminée, il sera clair que
la plupart de ces iormules dans l'analyse algébrique ne
sont que de simples équations identiques , ce qui se prê-
tera tout naturellement à y attacher des observations im-
portantes et à en tirer des conclusions non moins intéres-
santes.
§ 16. Sur les Exposants. Les Exposants n'étaient
d'abord que des nombres entiers , absolus.
La formule ax1. aaa .. . donne la signification de ces
nombres. — Par l'application de la règle des exposants
dans la division , on a obtenu les exposants négatifs avec
leur signification :
a1 a 'a7 a*'
Ainsi a4 signifiant i.aaaa , on a obtenu pour a~* =------.
Le'résultat de l'application est conforme à ce qu'on aurait
pu obtenir par l'analyse logique; car a* signifiant i.aaaa
et puisque a* est égal à a + *, il est tout conséquent que
a — 4 signifie-----; ainsi que a0 = 1.
aaaa7             1
Il résulte de ce qui précède que dans ce cas les nombres
complexes ± x dans a ± * ont la signification particulière,
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24
que le sens de direction opposée se rapporte ici à des
opérations contraires ou opposées.
Dans l'élévation aux puissances les exposants sont multi-
pliés : (am)n = amn ; quand on rencontre des exposants à
nombre fractionnaire la signification se trouve tout natu-
rellement ; car de même que la multiplication et la division
sont des opérations contraires , comme opposé à mi»
dans les exposants se rapportera à une opération contraire
dans les fonctions où ces exposants se trouvent, et comme
l'extraction est l'opposée de l'élévation, il suit:
amn — (ow)n. et a} = P'a™.
La signification ainsi trouvée, s'accorde avec celle tirée
des démonstrations algébriques.
Les Exposants se présentent donc pour indiquer les opé-
rations de la multiplication , de la division , de V'élévation
aux puissances
et de l'extraction des racines. — On n'a
pas d'autres opérations qui influent sur les exposants ; —
dans ces opérations les exposants sont additionnés , sous-
traits , multipliés
et divisés, comme puissance ils se
trouvent dans le cas particulier :
(am)m = am2.
Il n'y a point d'opération qui demande l'extraction de
la racine d'un exposant.
Quelle est donc la signification de af — 1-xï Au lieu
de juger d'abord ces exposants comme imaginaires, ou
impropres, figurés ; il est nécessaire d'essayer s'il n'est
possible d'en trouver la signification, la valeur réelle, et de
déterminer ainsi sous quel point de vue les formes doivent
être regardées où se présentent ces exposants soit comme
nombres imaginaires ou complexes.
Ces exposants ne doivent pas être nommés imaginaires,
figurés
, s'ils ont une signification réelle, puisque autre-
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25
ment tous les exposants hormis ceux indiqués par des
nombres entiers, absolus mériteraient le nom d'impropre.
La signification trouvée, ils satisfont même dans ce cas
à la signification du mot exposant, ils montrent, ils indi-
quent la valeur de la forme.
Aidé simplement par le raisonnement pour trouver le
sens de V — 1 , on devrait dire : y/— 1 est moyenne
entre -^ 1 , qui indiquent la multiplication et la division ,
l'opération moyenne indiquée par ce signe n'existe pas,
d'où l'on ne tirerait que la seule conclusion:
les grandeurs avec des exposants de cette forme ne
peuvent être qu'imaginaires, impossibles, et par consé-
quent l'exposant lui-même ne pourra avoir quelque valeur
reelle , absolue.
Il est donc nécessaire d'examiner comment ils sont entrés
dans l'analyse algébrique pour trouver ainsi quelle en peut
être la valeur.
Il est connu qu'ils doivent leur présence dans les fonc-
tions exponentielles à la substitution, — en analysant ces
formes on parvient à leur signification, à leur valeur
véritable.
§ 47. Dans l'Analyse algébrique on trouve que les ex-
pressions :
env + e~nv . env e~nv
-------------- et ---------------
2                        2.
développées en séries de n et de y, et comparées aux
séries pour cos y et sin y , deviennent identiques par la
substitution de j/— 1 . à n.
De là on tire les formules connues :
DeK-l.y + e-^~i-y
---------------_------------------- cos y ;
2)ei/-l.t/-_c-K-l.3/_ .
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26
desquelles on déduit encore les suivantes :
3)eK— 1 • y = cos y -f V — 1 . sin y ;
%—K—1 -V = cos y\/ —1 . sin y.
D'après ce qui est prouvé ci-devant on a :
cos y -}- \/— 1 . sin y — lfj/°
cos y \/— 1 . sin y = cos y + j/— 1 . (— sin y) =
cos — y -f \/ — 1 sin — y = 1 j1y0.
D'où il suit :
eV—l-y = lfy0 — e°|j/°; e—^—* -2/ = lf—y0 = e°f—y0.
De ces équations on peut déduire la signification de ces
exposants.
Dans eK— 1 ■ y la valeur absolue était 1 = e°, il suit
que la valeur absolue de l'exposant j/—1 . y dans la
signification primitive est = 0 ; — puis
CV— i.y — i^yO = eOjy
étant un nombre complexe avec la direction ^y, il suit
encore que ]/—l.y comme exposant étant égal à \y
ne sert qu'à indiquer la direction du nombre complexe
auquel il est lié,
de sorte qu'on aura :
ei/— i.y=e° + V— 1 ■ y = ^\y — e°\y.
Pour résumer on pourra formuler la thèse suivante :
La valeur absolue de ^ \/—1 .y comme exposant est
nulle
,• et ±y indique le nombre des degrés qui marquent
la direction de la valeur numérique , absolue de la puis-
sance figurée.
Ainsi le signe y/— 1 a reçu par la substitution une
signification toute particulière ; il ne doit être regardé que
comme un simple indice , marquant que le nombre suivant
n'a pas la signification ordinaire des exposants primitifs ,
mais sert à indiquer les degrés de la direction ; l'expression
ef ~ *-3/ = \^y n'est donc qu'une expression nouvelle
pour marquer le facteur directif.
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27
La valeur des expressions exponentielles à forme com-
plexe suit immédiatement de ce qui précède :
ex + V — 1. y ex , eV'- 1 . y = ex , eo*y _ ex*y.
ex — V^—\.y
ex , e— l^ — l.j/ — ex , eo| — y _ ex| — y,
§ 18. Remarque. Dans les cours de l'analyse algébri-
que on trouve que, quand on suit l'origine des formules
1. 2. 3. 4., on voit, qu'elles ne sont valables que pour
la base « ; — quand on a a!/ — 1-2/ et en général toute
autre base que e, on doit réduire l'expression à la base e.
Soit ax — ez; on a pour les Logarithmus naturelles ,
x\.a — z ; d'où il suit :
al/-l.œ = e\^-l.xl.a — lf(tfl.a)o
ax±V~—\.y = ax , a±V— l-y = aP\(±y 1. a)0.
Réponse. — Quand on cherche dans les cours la base,
la démonstration de cette thèse, on trouve, que ce n'est
que par analogie qu'on a déduit cette règle, et de la
manière qu'on l'annonce il paraît, que la raison de l'ana-
logie suffit pour en tirer cette conclusion.
On oublie ou plutôt on n'a pas vu par l'analyoe, quelle
est la signification et la valeur de j/— 1 . dans les expo-
sants ; c'est pourquoi qu'on soumet aux règles des expo-
sants ordinaires, les exposants sous des formes tout à
fait différentes, des exposants à signification toute difié-
rente.
On trouve p. ex. (eV-i.^-l.a! = <?-** = i,
tandis que la vraie valeur sera, suivant les règles indiquées,
au moins contenues dans les mêmes cours
(eV — 1. x)ï/ — 1. x — (l*oû)]/— i.x (l*x)o + V — \.x —
(lfa?)0 *x l\x.
Si ces exposants suivaient les mêmes règles, on aurait
les équations dérivées de (eV — i
<b)V— 1 • *.
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28
(ets—i.xys—i.œ \^x = e°\x;
dont on tirerait : = —a ; ^# = o.
Ce qui prouve la fausseté des équations; ce n'est que le
manque de valeur x = 0, qui fait s'accorder les différentes
transformations de (gV—l.^t/—l.œ.
Voyez encore dans le complément la note sur la fameuse
formule de Montucla.
Pour prouver que les exposants sous ces formes ont une
signification tout autre que celle de ces formes dans les
fonctions ordinaires, on peut prendre la réduction de
(e<B + l/~—i.y^x—V~—\.y . regardant ces formes complexes,
quoique exposants, comme soumises aux règles ordinaires,
on aurait :
(ex + f —l.y)x — ]S"—l.y _ ex* + v* = ex* eV*
tandis que la véritable valeur est :
(ex + W—i.y-)x — V—\.y — (ex^yy — V—l.y —
(4*<\xy)\—y = ex%/\{x—l)y.
Dans les formes ordinaires les grandeurs x et y sont
homogènes et ne diffèrent que dans la direction , comme
déjà il est indiqué ; — tout autre il en est avec ces gran-
deurs étant exposants, dans ce cas les deux termes sont
tout à fait hétérogènes ; x n'est autre qu'un nombre ab-
strait
, absolu, tandis que le nombre y acquiert par le
signe j/ — 1 la signification concrète de degrés.
Par l'observation de cette grande différence de signifi-
cation s'explique la fausseté des résultats obtenus en la
négligeant.
Dans le complément on reviendra sur ce sujet, pour le
présent ce peu suffira pour en tirer la conclusion suivante :
et/ —1.x = aK—i.x — l^,
ex+\S—\.y — ex\y ; a^+^—^-V — ax\y.
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29
l/—1. X impliquant la signification de o -j_ \/ — 1.
on a
              el/—\.x — go + K — l.a; — \^x
aV~—l.x — ao+l^—i.x — 1|#.
Il est impossible de fournir des raisons directes qui
prouvent le contraire ;
au contraire en ne pas acceptant
la signification et la valeur données , on tombe dans des
contradictions , des inconséquences comme il est prouvé dans
les exemples, dont le nombre sera augmenté dans la suite
surtout en traitant des Logarithmes , où la contradiction
et l'absurdité seront encore plus sensibles.
Supposé encore que \/X dépendait de la valeur par-
ticulière de a, dans ce cas aussi dy~— x
= e^—x la ne
serait pas juste, car on aurait alors
aV~ x — (e la )V— x = e la.V^ — x et non e^— x la
2]/& n'est pas égal à y—8.
Ce n'est que par analogie , qu'on a dit :
ayr~x = e^ — xla; on n'a pas été en état de vérifier
cette thèse, ni d'en donner quelque raison valable, vu
que la signification de ces exposants est tout autre que
celle des ordinaires , et par là cette faute faite n'a pas
été remarquée et ne l'a pu être.
L'exemple ci-dessus :
(gV—l.a;)!/-— l.a, = ifa _ e\^-i.x
donne encore lieu à l'observation suivante : — on voit dans
cet exemple que le second exposant \/i.X n'est d'au-
cune influence ; ce qui s'explique tout naturellement par le
sens de \/\.x comme exposant.
Par le signe j/—4. les exposants \/—1. x sont pour
-\insi dire devenus des nombres concrets, de même que
dans l'Arithmétique un nombre concret multiplié par un
nombre concret n'a pas de sens ; ainsi dans l'exemple ci-
dessus on aurait : — la direction X degrés multipliée par
la direction x degrés; — cette multiplication absurde ne
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30
changerait en rien le premier tacteur, puisque le second
comme multiplicateur n'a ni sens , ni valeur.
La Théorie donnée est donc conforme à ce que le bon
sens décide à priori : signifiant X degrés
j#° X |#° = \x°.
La justesse de la réduction suivante est prouvée par la
théorie des directions :
<y-—\.x, eV^—\.x ~ i<\ot).\\(C = ipx = gV^—1.2«.
Étant donné: ^oosœ + V—l.siny ; ia transformation
donnerait A^osx + l^— i.ùny = .4cosa:f(sin yy> ; ce qui
signifie , la valeur numérique étant :
cos X = a, sin y z= b.
Aa\b =^ A^osx+V^- i.siny =
J> +1-^—1.5.
Dans les cours on trouve que les fonctions exponentielles
suivent en tout les règles des Exposants ordinaires et pour
preuve on donne des exemples ; dans ce qui précède se
trouvent des exemples , qui prouvent l'inconséquence de
cette thèse.
Encore pour les exposants ordinaires on a :
(em\n = emn = {en)m.
D'après la thèse nommée on devrait avoir :
(em.\l/— l.n — (eK — 1 . n.\m. ?
(em.y/\.n = (em-)° + ï/-i.n — l*n,
(éV—l.n)m (l|n)w ~ \fn ^mn := lfmn.
Ce qui montre l'inconséquence de la règle.
§ 19. Après avoir expliqué la signification et la valeur
des Exposants \/\ .X, x ± \/1 .y , l'auteur sans
avoir rencontré d'autres formes non expliquées dans les
Exposants, se proposait de déterminer déjà d'avance la
signification des formes aK ' , a^ " aV
qui pourront se présenter dans la suite.
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31
D'après la Théorie donnée il n'est pas difficile de déter-
miner le sens de ces expressions, parce que les grandeurs
complexes, p— 1 ,x, *fî 1.x, p 1.x, comme il
sera prouvé, peuvent toutes être transformées en formes
complexes A ± j/— 1 . B , dont la signification comme
exposant est déterminée.
Cependant il a ôté cette partie de la Théorie, parce que
ces grandeurs exponentielles ne se présentent pas jusqu'ici
dans les Mathématiques et elles ne peuvent se présenter
comme suites des Opérations et des réductions appliquées
aux grandeurs exponentielles connues a± x, a± , a±'> —1.*,
ax±V — l .y.
S'il arrivait cependant qu'on en demandait la significa-
tion en les présentant non comme résultat de quelque
opération ou réduction , mais comme expression donnée ,
on peut en démêler le sens d'après la Théorie démontrée.
Quand on demandait si le sens , déterminé de cette
manière d'après la Théorie, sera aussi le sens que les
formes auront dans la suite, quand ces expressions se pré-
senteront dans les Mathématiques , comme la conséquence
de progrès faits dans cette science , la réponse devra être
que la signification déterminée maintenant ne sera certai-
nement pas celle que ces formes auront dans la suite, —
ces expressions ne pourront entrer dans les formes expo-
nentielles à la suite des opérations et des réductions con-
nues et suivies jusqu'à ce jour ; elles ne peuvent y entrer
que par quelque nouvelle substitution , — l'exemple de la
substitution de j/ — 1 dans les Exposants ayant montré
la signification toute particulière que ces Exposants ont
acquise, il n'est pas possible de fixer déjà d'avance le
sens de ces Exposants avant de connaître les substitutions
et les résultats qui en dérivent.
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32
§ 20. Les nombres Imaginaires et les formes
complexes dans les Fonctions goniométriques et
les cyclométriques.
— Les formules suivantes sont
connues :
e? —f                                         f f
cos/— 1.P= -f- ; sinv/— l.p = 2pEf-
En considérant la manière , dont on est parvenu à ces
formules, les conséquences tirées de l'analyse n'étonneront
pas.
Par la substitution de (/ — 1»P à 9, on a obtenu
eV—l(V-l.j>) qu'on dit être égale à e_?.
Dans l'analyse des Exposants il est prouvé que \/—1
n'est qu'un signe indiquant que le nombre suivant marque
les degrés de la direction de la puissance , et non comme
dans les fonctions ordinaires, renfermant en soi la direc-
tion de la grandeur à laquelle il est joint,
\/ —\.x — #j90.
\/ — 4 dans les Exposants n'est qu'un signe, rien de
plus ,
servant simplement pour exprimer ce qui vient d'être
dit ; — on doit observer cependant que ce signe n'est pas
introduit dans les fonctions comme tel, c. a. d. sciemment.
Sans le vouloir, sans le savoir le signe est entré dans
l'algèbre avec la signification, trouvée par l'analyse des
fonctions où il se trouve ; — ce signe ne suit pas les
règles des facteurs de direction, n'ayant pas de valeur
numérique , c'est pourquoi les formules dans lesquelles on
a appliqué à ce signe les réductions ordinaires , ont pour
résultat d'avoir la signification et la valeur, qui en sont
déduites.
Pour e^/r~~l(t/— I-p) on a mis e~f ; la vraie valeur au
contraire est:
*V—l(f-l.f) = tfy — \,9 =
cos j/ — 1. 9 + \/ — 1. sin \/ —1. 9.
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33
Pour gV^—1( —V—l.p) on a mis e?\ la valeur est
el/-_l(_K--4.P) _ 1|_v/_1.?) _
cos—v7—l.P+l/—1. sin—j/—l.p =
cos v7— LS"— V—!• sin V7— !• S"»
D'où il suit qu'on a pour la somme :
el^_l(K--L?)-|_eI^_l(-l/_l.?!)
------------------------_----------------------- =cos(i/—l.p).
Il est donc clair, que la formule très connue cos y—1 . <P =
e?> + e 9 est identique, quand on met à la place de e?
et e~ ? les valeurs véritables , déduites des éléments d'après
les régies prouvées , tandis que par une opération inexacte,
on a obtenu le second membre de la iormule citée.
Par l'analyse des deux formules connues , on trouvera
que les membres au lieu d'être identiques , mènent à des
absurdités , ce qui ne devrait être, si les réductions suivies
étaient exactes.
De cos (y— 1 .9) = e-^Il
e~f — eP
et         sin {y— 1 • 9) = |pP
on déduit: %=?-f-v/-l^E/
= cos y—\9+ \/—i .sin(i/~l.p);
le second membre est égal à 1\\/ — 1 tp.
Par réduction le premier membre devient :
e? ± e-9        e-J-^P_ _ 2£^ =- p _ J_
2                   2               2                    *P.
1
par conséquent on a : — = If]/■— 1 . tp.
i
—z.
est une valeur numérique absolue ; la direction est
er
donc f 0 = positive ; cette direction doit s'accorder avec
la direction indiquée \\/—l.f , d'où il suit que !a direc-
tion de l'arc imaginaire est = 0 et \/— 1 . 9 = 0.
3
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34
Quelle que soit la signification de j/— 1 dans cette
expression, toujours 9 devra être = 0 ; car si \/—1 a la
même signification que dans les fonctions ordinaires ou
dans les exposants, 9 devra être = 0 , pourque j/—1 .9
soit égal à 0 ; 9 donc ne pouvant être que 0 , les
valeurs absolues s'accordent de même :
i         i 1
-^=^i = j = l;la même valeur absolue, qui se trouve
dans lfi/— 1 . 9 = lfl/— 1.0— lfO.
Par conséquent il est prouvé par l'analyse que ces for-
mules très connues sont fausses.
_ e^-l.?> + e-)/-l.p
Des formules cos 9 =
• «, y—1-9 —e— V-^-9
sin 9 = —
2(/- 1.
on obtient par la substitution de (x + j/—1 . i/) à p , et
par quelque transformation les formules connues :
cos (X + y — 1. y) = cos a; «Lt£Z — l/ — 1. sin x eïszf-L
sin(a> + i/—1 -2/) = sin a; eV + e~y + V— 1 .cosaî£z£2.
Par l'analyse précédente on sait la valeur de l'arc mar-
quant la direction indiquée par (j/—1 . ip) d'où il suit
que dans les formules cos (x + \/—4 .y) et sin (#■+• j/—l.y)
la valeur absolue de y est = 0.
Les deux formules se réduisent par là à :
cos (x+V—i.y) = cosX^±fl^ |/—1. sin x^^Ç
= cos X ~y-----y i. sin x —^— = cos x.
cos X + i/-—l.r/ est donc = cos X.
de la même manière on aura :
sin (x-h \/—1 .y) = sin a?.
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35
§ 21. La grandeur Imaginaire \/—1 . y dansles
fonctions gonlométriques.
Cos. sin (j/ — 1 . y) et
cos. sin. (x-i-[/—1 . y) n'a ni valeur complexe, ni
absolue, et par conséquent dans ces expressions elle est
réellement imaginaire.
Il n'était pas difficile de trouver a priori la signification
d'un tel arc. — Le cercle et l'arc sont des lignes courbes
toutes déterminées dans leur courbure ou leur direction ,
d'où l'on peut déduire que l'arc j/—1 .?, par rapport à
l'arc ± f ne peut avoir quelque réalité, quelque sig-
nification.
En prenant sur le cercle un point o comme origine ,
les degrés peuvent être comptés dans des directions oppo-
sées , mais outre ces deux directions il n'y a pas d'autre,
ce qui est indiqué cependant par j/—^-Pi d'où i' su^
directement que cet arc d'une autre direction , qui n'existe
pas , doit être regardé comme imaginaire , impossible, qui
n'étant pas réel ne peut avoir une valeur réelle.
Voyez Fig. 11. Les arcs AC et AC' se trouvent dans
la direction par rapport au cercle décrit par OA de devoir
être indiqué par \/— 1 . AC , \/— 1 . AC'.
§ 22. Lies formes complexes dans les Fonctions
cyclométriques. — Dans les cours de l'Analyse algé-
brique on trouve • encore les fonctions cyclométriques en
formes complexes , p. ex. :
arc sin (| -j- \/— 1 . v) = X + j/ — 1 . y; ce qui signifie
sin (x + (/— 1 . y) = | -f- |/— 1 . n.
En substituant dans le premier membre la valeur pré-
tendue , ils parviennent aux équations , par lesquelles les
valeurs de £ et ij doivent être obtenues.
Par la substitution de ces valeurs on a :
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36
sin sa e + e -+- i/— 1 cos x eV ~e = £ _i_ i/— 1 . >,-
2                                                2                 *
de là les équations :
„y ,P-y y                  „y —y
sin x e + '- = | ; cos X e —e^_
2
                                   2
Dans ce qui précède la valeur de ]/■■ 1 . y est déter-
minée dans les fonctions goniométriques sin (x + V — 1. */)
pour savoir la valeur de y.
Les équations sont par là :
sin X eo+f -t- \/— 1 . cos X eo — e—og _{. j/ — /[_ ^
sin # . 1         + l/ — 1 . coo a; . 0° = g .j. j/ _ 1. ,j.
ce qui donne sin ^b = g , cos « . o = O = >j.
La formule Arc sin (g -{- |/— 1 . y) = a; -|- y/— 1 ,'y,
ne signifie par conséquence que :
arc sin | = « ou sin iC = K.
Dans ce qui précède on a traité tous les cas où se
présentent les grandeurs imaginaires, les formes complexes ;
pour tous ces cas on a trouvé la signification et déter-
miné la valeur tant absolue que complexe ; — plus tard
il sera traité encore la question des Logarithmes, savoir
la manière de déterminer les Logarithmes des nombres
complexes en général, d'où l'on déduira ceux des nombres
imaginaires et des formes complexes.
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37
Application de la Théorie aux différentes opéra-
tions avec des grandeurs Imaginaires et des
formes complexes.
§ 23. Réduction de toutes les Formes imagi-
naires et complexes à la forme
X -+■ \/ 1 . y et
R*\f. — Il est dit que toutes les grandeurs imaginaires
et toutes les formes complexes , en général tous les nom-
bres complexes peuvent être réduits à la forme X -ƒ- \/i.y,
qu'on peut transformer après à la quantité complexe R^tp.
Toutes les grandeurs imaginaires sont comprises dans les
formes p a , £/ — a.
s
Il est donné jV — a ~ V a = $/ — l.jj^a. —
Soit iy a un nombre déterminé, rationnel ou irrationnel ;
JK a = A.
f/ — 1 = (cos 45° + \/—- 1 . sin 45°) — 4f45°.
On a : J^ — « = .4(cos 45° + \/— 1 ■ sin 45°) =
A cos 45° + V — 1 . A sin 45° =
V» ^1/2 + 1/-1. % AV±
Ce qui donne t^ a réduite à la forme complexe
x -f- i/ — 1 . y.
3
Soit donné ]V — b = V b = \V — 4 . f/ b .
$/ b = B et d'après ce qui est prouvé on a :
1?/ — 1 = p2i° = (cos 22| + ]/— 1 . Sin 221°).
D'où il suit : f b = B(cos 224 -f y/— 1 . sin 224)
= -Bcos 22J-f y,— i.Bsm22i.
La valeur numérique de b étant donnée, la valeur
absolue des deux termes est connue par les valeurs de
cos 22 >. et sin 221 ; — ainsi la grandeur y/ b est
transformée à la forme complexe x -f- V ^ • V-
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38
Il ne sera nécessaire de donner d'autres exemples de
'a forme ç. X p. ex. p' a ■=. p' — 4 . p" a.
Soit p' a = A ; on ne devra se borner à la valeur
p' — 1 = -0/ \/ — 1 = j/ — 1 = |90° , pour avoir
les 10 différentes valeurs de p' — 1 .
Des formes complexes comme A(cos a. ± j/—1 . sin /3)
se transforment d'abord en X -f \/—1 .y, quand on sait
les valeurs numériques de A , a , /3.
Étant donné a -\- $/ —'1.6; on réduit premièrement
d'après ce qui précède 1^ — 1.6 à la forme £ -[" j/ —1 . y,
de sorte que la forme sera :
(a + X) + V — 1 . y.
Ces exemples suffiront pour montrer que toutes les for-
mes quelque compliquées qu'elles soient et quel que soit le
nombre des termes, peuvent être transformées à la forme
complexe, X -j- ]/ — i.y, quand les valeurs numériques
sont connues.
Un seul exemple montrera le résultat de ces réductions.
— Quand on demandait la valeur de fß/—1.1000; la
réponse serait : c'est une grandeur imaginaire, impossible,
dont la valeur est nulle.
C'est la réponse d'après la Théorie ordinaire ; il n'en
est pas ainsi, quand on détermine la valeur d'après la
nouvelle Théorie.
1^—1.1000 = 1000t| = 1000(cos22J + V/—1. sin22i)
= 1000 cos 221 + y—-1. 1000 sin 22*
= 1000. 0.92388+ {/ — 1. 1000. 0,38628
i= 923,88
        -j- y—1. 386,28.
La valeur réelle de /lF—1. 1000 est donc /923,88,
et de plus on a la valeur imaginaire de /386,28.
Dans les Annotations il sera traité de la valeur et de
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39
la signification des grandeurs imaginaires , comme gran-
deurs complexes, dans un sens concret.
§ 24. Application. Sommes, Différences.
Supposé que les formes données toutes compliquées qu'elles
soient, sont déjà réduites à la forme complexe X + \/—1. y.
On demande de trouver la somme des formes complexes :
(a±\/—l.b); (a'± \/—l.V); (a"± y/— 1. b").
Soit a a' -j- a" = A.
V— 1 \±b=hb'±:b") =±\/—\.B.
On aA±\/—1.2? = R(cos<P±V—l.sinP).
R = V j A2 + 2?2 J ; 9 = arc. tang =~
Il ne sera nécessaire de donner d'autres exemples plus
compliqués, ni de transporter l'exemple en figure pour
l'expliquer davantage.
§ 25. Produits. — Dans la Théorie il est prouvé
que les facteurs directifs suivent la règle des Exposants
dans la multiplication.
a ja. b\ß = ab \U -f /3).
Puisque toutes les grandeurs imaginaires peuvent se
transformer en formes complexes, la multiplication est réduite
à trouver le produit de
(x±\/—i.y) (x'àzV—i-y')
et en réduisant ces formes en nombres complexes Rfô,
on a à la fin :
(x±V—l.y) (0±:\/— i.y') = R\ ± f' . R'\ ± <p' =
RR'^dzi? + ?')■
Ce dernier produit peut ensuite être transformé de
nouveau en ï+ \/—1. y.
On demande le produit de :
(8 -|- T/—1.6) (4 — V—1.3).
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40
8+ V—1.6 = V (64 4- 36) \ arc tang | = 10f36°52 .
4 — ]/— 1. 3 = i/(16 + 9) f » » 3| = 5f-36°52'.
Le produit est 50f(36°52' — 36°52') = 50f0° = + 50.
Le résultat prouve la validité de la Théorie.
§ 16. Lie Théorème de Moivre. — Ce Théorème
suit immédiatement de ce qui précède , car le produit de
différentes formes complexes n'est que le produit des nom-
bres complexes R*\? , qui présentent la valeur sous une
forme plus simple. — Quand on a
R (cosP -f \/— 1- sin 9) = R\?
R'
(cosï" + y/—i.sm<P') = R'\?'
R"
(cos ?" + V— 1. sin ?") = R"\?"
Le produit sera = RKR"\ (? + ?'-+- ?") =
RR'R" \cos(?
4-P' + ç>")+ i/—1. sm(?+?' + ?")].
Le produit continu change en Puissance, quand les fac-
teurs sont les mêmes , ce qui donne le Théorème de Moivre.
Rspf — R3 (cos 3? + ]/— 1. sin 3¥>)
Exemple. — Quel est le produit de:
(4 4. ^_1. 5) (3 + 1^—1. 3) ?
— 1.5 = 5f45° = 5(cos450+i/—l.sin45°).
En substituant les valeurs de cos , sin 45° , on a :
f/_1.5 = 3,5355 -1- /—1.3,5355.
4 4. j/—1. 5 = 7,5355 + /—1. 3,5355.
^—1.3 = 3f22^ = 3(cos221- f j/—l.sin22|)
par la substitution des valeurs on a:
ß,-—1. 3 = 2,77163 + /— 1. 1,14804.
3+i^—1.3 = 5,77163 + /—1. 1,14804.
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41
Par la réduction de ces formes complexes en nombres
complexes , on obtient :
j/{7,53552 + 3,53552J f arc tang f§~ = 8,324f25°8'.
Pour le second facteur :
V \ 5,771632 + 1.148042 j f arc tang ^g = 5,884fii°15'.
Le produit sera :
(8,324f2508'j | 5,884fll°15 J = 48,98f36°23'.
En suivant la méthode ordinaire, on obtient :
12 + 12 i^- — 1 -f 15 lV — 1 + 15 'V — 1 . V — 1 •
D'après la méthode ordinaire on ne peut aller plus loin
avec la transformation ; — au moins on ne peut parvenir
à réunir les quatre termes de la forme en un seul.
La question est : hes produits acquis de différentes
manières s'accordent-ils en valeur ?
12 = 12.
42 jF—1 = 12f221                = 12(cos22i+v/—1. sin 22*)
15]K-1 = 15f45                  = 15(cos 45 -f ]/—1. sin 45)
15]K—1i^—1 = 15145, 221- = 15(cos67'-|- J/-1. sin 671).
Par les valeurs numériques des cos sin on a :
12 =
                                  12.
12 1^ — 1 =                     11,08656 + 1/—1- 4,59216.
45 jK — 1 =                     10,60650 + V — 1.10,60650.
15 f ~ lf/ — l =         5,74020 + {/—1.13,85820.
39,43326 + ,i/ — *• 29,05686.
La dernière forme complexe transformée en nombre com-
plexe donne :
1/J39,433262 + 29,056862j f arc tang gg|
= 48,98 f 36° 23'.
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42
§ 27. ttuutlcnts. — Un exemple tout simple suffira
pour montrer et pour prouver la méthode basée sur les
principes précédents.
Soit donnée la forme générale
a\iy — b + ]y — c + ^ — a.
tr — e-p-f.
Les nombres généraux étant donnés , qu'on obtienne par
la réduction :
4 + V" —1.3 _          5 ^ arc tang j. _        5^36» 52'
9+1/" —1.2 — 1^85^» » |       V 854 12"32'
= A î24°20 = V ^ t2**20' =
V 1 (cos 24° 20/ + v/ — 1 • sin 24° 20')
= V/ -M 0,91146 + t/ — 1 • 0,41204 J
= 0,4941 + V — i . 0,2235.
D'après la méthode ordinaire on aura :
4 + l/ —1 .3 _ (4 + K" — 1.3) (9 — V" — 1 ■ 2)
9 h- v _ -i. 2
                         81+4
= 0,4941 + Y — 1 . 0,2235.
Ainsi les quotients obtenus des deux manières sont
les mêmes.
Remarque. — On dira peut-être , la méthode nou-
velle n'est pas plus courte que l'ordinaire.
La réponse sera : dans cet exemple, mais en sera-t-il
de même dans tous les autres ?
La méthode ordinaire peut-elle être appliquée à toutes
les formes imaginaires quelque compliquées qu'elles soient ?
Et encore la nouvelle méthode n'exclut pas l'ordinaire ;
— dans les exemples on se- sert de la méthode quiest
la plus convenable.
La nouvelle méthode se prête à toutes les formes ; —
le quotient peut toujours être transformé à la forme com-
plexe (x -j- y/ .—• 1 . y) ou au nombre complexe R\f.
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43
§ 28. Puissances. — On réduit d'abord la forme
quelle qu'elle soit en (x -\- \/ — 1 . y) et en R^?.
On élève le nombre complexe R^9 à la puissance vou-
lue , qui après est transformée en forme complexe.
Exemple. Quelque polynôme imaginaire doit être élevé
à la 3me puissance ; soit que la transformation donne la
forme :
(4 + y/—1.3.)3 - j5farc. tang ~ J = { 5f36°52'js -
125f440°36'.
D'après la théorie ordinaire on ne sait faire les pre-
mières réductions pour parvenir du polynôme à la simple
forme complexe.
En employant le Binome on a :
(4 + y/— 1. 3)» =
43 + 3. 4* V — l. 3 + 3. 4. <y —-1. 3)a + (i/—1. 3.)s =
64 + ^/— 1.144—408—i/—4.27 = —44 + 1/—1.H7 =
125. 04j>110036/.
Les résultats prouvent l'exactitude , et la nouvelle mé-
thode par sa généralité pourra bien être comparée à
l'ordinaire pourque la décision soit à son avantage.
§ 29. Racines. Pour montrer la justesse de la mé-
thode , un exemple de l'extraction du 2me degré sera pris
premièrement.
l/{2 + 2i 1/15} = /5 + t i/3.
C'est la racine obtenue suivant la manière ordinaire.
D'après la nouvelle méthode on a:
2 -f- 2 \/~ 15 = i/64|arc tang \/\b = 8f arc tang i/15
ainsi i/{ 2 + 2 v/—15 } = i/(8|arc tang i/45)
= 2(/2|^ arc tang j/15.
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44
Log j/15 = 0,58804 = tang 75°31'20"
2--------------------
37045'40" = a
%/\l
-f 1y— 15} = 2j/2 jcosa -f »/—1 sin aj.
Log y8 = 0,45154
Log cos a - 9,89808
0,34962 = Log 2,237 = Log j/5.
Log j/8 = 0,45154
Log sin a = 9,78702
0,23856 = Log j/3.
On a par conséquent :
V { 2 -f 2 ij/15 J = 2k-2f37°45'40// = »/5 + ,/—1. j/3 =
j/5 _+_ j/_3.
Il serait moins facile d'employer la méthode ordinaire
pour trouver la racine d'une forme imaginaire quelle qu'elle
soit et de quelque degré que ce soit.
Demandée la racine : jy (4 + y— 1. 3) = j4/(5f 36°52') =
jK5f9°13'.
|K5 (cos 9°13' + y—1. sin 9013') =
1^5 (0,98708-fj/— 1.0,16016) —1,476 + j/—1.0,2395.
L'avantage de la nouvelle méthode basée sur la Théorie
précédente se manifeste par sa généralité dans toutes les
opérations , surtout dans la Multiplication , la Division ,
l'Elévation aux Puissances et l'Extraction des Racines
de quelque polynôme et de quelque degré que ce soit.
D'après la méthode ordinaire dans l'Elévation aux Puis-
sances
et dans VExtraction des Racines , on ne peut que
transformer le polynôme en binôme et y appliquer la for-
mule du Binome ; — on obtient de cette manière des
polynômes ou bien des séries infinies, dont les termes pour
la plupart sont imaginaires, desquels il serait difficile si
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45
non impossible de réduire la valeur à la forme complexe
(x + V—4. y).
§ 30. Conclusion. — Après avoir divisé les nombres
en absolus et en complexes ; après avoir distingué les
facteurs des nombres complexes , en facteur de la valeur
numérique absolue , et en facteur de la direction ; — après
avoir trouvé la signification et la valeur de tous les fac-
teurs de la direction , tant directe qu'indirecte , comme
aussi les règles que ces facteurs suivent dans les diverses
opérations et réductions , on peut regarder comme prouvé
ce qui suit :
Que les nombres imaginaires, impossibles etc. n'existent-
pas , excepté dans les fonctions goniométriques et cyclo-
métriques à forme imaginaire et complexe ; — ce sont tous
des nombres réels , possibles , qui ont une valeur réelle.
Qu'il est prouvé par la détermination de la signification
qu'on peut marquer la valeur absolue et la complexe de
tous les nombres et de toutes les formes , et les réduire
à la forme générale X-h yi, y oi à la valeur numérique
complexe i?fP, et encore que quelques opérations et quel-
ques réductions très difficiles ou bien impossibles d'après
la méthode ordinaire basée sur la Théorie généralement
suivie sont réduites à des règles et à des opérations bien
simples et toutes générales.
Pour compléter la signification et la valeur des nombres
complexes il reste de trouver la signification réelle , con-
crète
de ces nombres qui jusqu'ici ne sont traités que dans
un sens abstrait ; mais de même qu'avec les grandeurs
négatives , qui parfois ne permettent pas dans les résultats
de la solution des équations , d'en trouver la signification
concrète , il arrivera avec les grandeurs imaginaires de ne
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46
pouvoir indiquer la grandeur concrète , répondant à la for-
me imaginaire ou complexe.
Les regarder cependant d'abord comme absolument
imaginaires , c'est tomber dans l'ancienne erreur avec les
nombres fractionnaires et les négatifs, qui furent consi-
dérés bien un temps, comme impossibles, imaginaires dans
les résultats de la solution de plusieurs équations.
Dans l'Arithmétique les nombres ne sont qu'absolus,
sans facteur de direction ; dans l'Algèbre la direction ou
la situation positive et la négative seules sont regardées
comme réelles ; les autres , dont on ne savait la signifi-
cation , sont jugées imaginaires , impossibles.
Le chapitre à part sera voué à prouver que ces gran-
deurs ne sont pas toujours uniquement abstraites , mais
qu'elles ont pour la plupart une signification toute con-
crète , et de plus qu'elles trouvent leur application dans
bien des cas concrets.
S 31. Logarithmes. La Théorie qui vient d'être exposée
conduit d'elle-même par ses principes sur les exposants,
à la question des Log. des nombres négatifs.
L'auteur ne commencera pas à répéter le pour et le
contre que les mathématiciens Bernoulli et Leibnitz,
oV Âlembert
et Euler, et tant d'autres ont écrit sur les
Log. des nombres négatifs.
Il est connu qu'on a laissé le dernier mot à Euler et
que dans l'opinion presque ou toute générale l'idée d'Euler
est regardée comme la vraie.
Euler s'est prononcé de la manière suivante :
Tous les nombres positifs ont un nombre infini de Log.,
dont il n'y a qu'un' seul de réel ;
Tous les nombres négatifs ont un nombre infini de Log.,
qui sont tous imaginaires.
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47
Les formules fondamentales des Log. dans les divers
systèmes sont :
ex = y ; x — L. y.
\0X = y ; x = Log. ?/.
a? = y ; a? = Log. y.
Il suit de ces formules et des propriétés qui en dérivent,
que toute la Théorie des Log. est basée sur les Expo-
sants ; car le Log. d'un nombre n'est que l'Exposant de
la base d'un système , marquant le degré de la puissance
à laquelle la base doit être élevée pour avoir le nombre.
Dans la Théorie les Exposants sous toutes les formes
sont analysés ; la signification en est indiquée , la valeur
est déterminée de Y Exposant comme aussi du nombre
dans toutes ses formes, et par là il est démontré que
pour chaque nombre complexe on peut déterminer l'expo-
sant de la base ; le nombre complexe pris dans la direction
directe ou dans l'indirecte.
§ 32. La formule ex — y ; x = L. y, se rapporte aux
Log. naturels.
Il vaudra mieux prendre pour formule fondamentale :
ax — y ; y — Log. x.
puisqu'on a déjà donné des raisons, sur lesquelles on
reviendra dans le Complément, qui permettent de pré-
tendre que la direction indiquée par le signe \/— 1 dans
les exposants , est indépendante de la valeur absolue du
nombre a.
Les nombres jcomplexes ±oc comme exposants, se rap-
portent aux opérations :
ax — a+ * = 1 . aaa___, a~x
'                     aaa....
Les autres exposants en nombres complexes ne peuvent
avoir que les formes ± j/ — 1 . x, ± (x + j/ — 1 . y).
a± V — 1. x — i | + xo . ax±V —i.y — ax | ± yOt
Les expressions de la forme ai^ — ^-x — e±V —i.«
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48
= 1 f ± X ne sont autre chose que des manières d'in-
diquer les facteurs de la direction dans les nombres
complexes.
En passant de la dernière formule
aP±V —1-2/ — a«| ± y.
aux Log. on a : a? ± j/ ■— i.,y^=zx-\-/\±y — Log. ax/\±y.
Cet exemple renferme la solution de la question sur
les Log. des nombres complexes en général, et en parti-
culier celle sur les Log. des nombres négatifs.
Quel est le Log. du nombre -+- A ?
± A = ± 1. k = A$l.
Soit A = ap , + A = A^O = A^lrnr ;
ap + y-i.0 - ap + i/—i.%Mt = +A
et p + j 0 = p + î In-x — Log + A
de même on aura pour — Ak A\n = ^4|(2w + 1)/t.
et £> + f 5T = p + f (2w + l)ür = Log — J..
Ainsi le Log. de chaque nombre complexe est un nombre
complexe , representé en forme complexe ; la situation, la
direction du nombre complexe, dont on cherche le Log
est jointe dans l'Exposant à sa valeur absolue par le signe
|/—1 , et toujours les directions du nombre complexe et
du Log. ou de l'Exposant sont parfaitement égales.
Dans la question des Log. il n'est pailé d'autres nombres
que des négatifs , on pourra donc compter que l'affaire
est terminée par ce qui précède ; on peut la juger décidée
mathématiquement.
§ 33. Il sera à propos d'insérer ici le principal fonde-
ment sur lequel Euler basait son opinion.
Cette base était la formule :
ex + V— i.y = ex(cosy -j-1/—1. sin y).
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49
D'après la Théorie cette formule peut être écrite :
ex+t/—l.y _ ex(cos y -f \/—1. sin y) = ^ f y.
De cette formule il a tiré les suivantes:
eL.(i + l/-1.2»ar          _ a _ .j. a>
eL.a+t/—l.(2w+l)îir _ __ a
et Log.         a — L. a -f- 2jnr.»
Log. — a = L. a -f (2 n -f l)x . t.
La signification de i = |/ — 1 . dans les Exposants
est démontrée ; il est indiqué la signification de 2»x
comme expression générale de la direction indirecte -f 1
ou de la direction positive, la base des directions.
La signification de (2 n -f l)z" comme expression de la
direction indirecte de la direction négative est indiquée en
même temps.
Euler dit : Tous les nombres positifs ont un nombre
infini de Log., dont un seul est réel, les autres sont tous
imaginaires.
Ce nombre infini de Log. de -j- a es* renfermé en :
Log. a = L. a -f* 2. m îj- . i
pour w= o. Log. a = L. a-f 2.o. tt. i = L. a -f o.i =L.« -f- fo
m = 4. » = L. a -f 2t . i =L. a-ff25T —L.a-|-fo»
w =2. » = L. a -j- -fer . i = L. a-f-|4;î-= L. a-ffo»
et ainsi de suite pour n ad infinitum , toujours on a :
Log. a = I. a + 2 K !T . i = L. a +| 2)ix = L,a + 'fo«
ainsi tous les Log. de a ne sont que L. a -j- fo», c. a. d.
Log. a avec la direction positive.
Les Log. d'un nombre positif sont donc tous le Log.
du nombre absolu suivi de la direction positive, exprimée
d'une infinité de manières, qui toutes ne signifient que la
direction positive.
La direction directe ne s'exprime que d'une seule ma-
nière ; l'indirecte d'une infinité de manières, qui toutes
n indiquent que la même direction.
4-
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50
De la même manière on explique le véritable sens de
l'infinité des Log. imaginaires des nombres négatifs.
Log. — a = L. a + (2 « + 1)tt . i
pour n = o. Log. — a — L. a + tt . i
               ~L.a + jV
n = 1. s        = L. a + 3/T . i             = L. a + JV
n = w         »         — L. a + (2 u + 1)3-. i = L.a + fw.
Ainsi dans l'infinité des Log. de — a tous sont L. a + fsr
c. a. d. Log. a a»ec Za direction négative.
L'infinité est donc l'infinité de manières dont on peut
exprimer une direction par la direction indirecte , laquelle
cependant n'indique que la même direction.
Pourquoi ces Log. sont-ils taxés imaginaires? Parce que
dans tous on trouve le signe i \/ — 1 , dont on n'a
pas compris la signification de direction = f.
Quelle est maintenant la traduction de la Thèse de Euler ?
Tous les nombres positifs ainsi que les négatifs n'ont
qu'un seul Log. pour chaque Base.
Ces nombres positifs et néqatifs , comme nombres com-
plexes , ont dans leurs Log. le signe de leur direction,
exprimée non par un facteur dans le Log., mais par un
terme uni au Log. absolu par le signe + suivi de i =
V — 1 = |.
La direction positive, ainsi que la négative, peut être
exprimée d'une infinité de manières , qui toutes ne signi-
fient que la direction positive ou la direction négative.
\ 0° = f2«,r = + 1; -t* = t(2w + !>■ = — d-
La valeur numérique de ces directions comme hétérogène
avec le Log. absolu ne change en rien la valeur absolue
du Log. , qui dans le sens primitif et propre n'est qu'un
nombre abstrait, absolu, tandis que le nombre qui se
trouve après le signe \/ — 1 . marque le nombre des
degrés de l'arc , mesurant la direction ,
Log. — 100 = Log. 102 + 1^-1.180 - '2 +f 180«.—
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51
ou la longueur de l'arc exprimé dans la longueur du rayon
du cercle prise pour unité,
Log.- 100 = Log. lOS + J^-!•<*— 2+!/ —1.3,1445926.
Dans le dernier cas 3,1415926 a la valeur concrète
de 3,14 — rayons du cercle pour marquer la longueur
de l'arc, mesure de la direction ; 2 n'étant qu'un nombre
abstrait, absolu.
Pour faire ressortir l'absurdité il suffira de prendre pour
exemple :
Log. + 1 = |/ — 4.2»îr=f2nîr;
Log. — 1 = V — 1 . (2 n + 1> = |(2 n + 1)t
en donnant à n les valeurs de 0 , 1 , 2 etc. on dit:
Log. -f 1 = 0 ; 1/ — 1.2X 3,14 ; ]/ — 1 . 4 X 3,14 etc.
Log. — 1 = y — 1 . 3,14 ; y — 1 . 3 x 3,14 ;
1/-1.5X 3,14 — ad inf.
Pour se sauver de la contradiction, de l'absurdité, puis-
que dans tout système Log. 1=0) on répond que tous
ces Log. sont imaginaires.
Le vrai sens de ces formules est :
Log. -j- 1 = Log. ay~— 1 -2rear = Log. aO + K"—1.2»jr
= 0 + î 2 W 5T.
Log. — 1 = Log. a^ — 1 (2»+l)w = Log. a0i+I/--l.(2»+l>
= 0 + î (2 n + l)a-.
Signifiant que le Log. de Vunité complexe est 0, et que
la direction de cette unité dans le premier cas est la
positive, marquée par la direction indirecte ^ 2 n n =
y/ — 1 . 1 mr.
Dans le second cas la négative , marquée de la même
manière générale par
t(2n + l)r = V — 1 (2/i + l)x.
Toutes ces valeurs comme direction n'ont que l'unique
valeur de la direction directe
| 2 n TT = + ; |(2 n + 1)tt - —.
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52
§ 34. Pour montrer et pour prouver que tous les nom-
bres complexes ont des Log., il est nécessaire de répéter
premièrement que toutes les formes complexes peuvent être
réduites en nombres complexes ; et que tous les nombres
imaginaires sont des nombres complexes.
Par la transformation indiquée de tous les nombres
imaginaires et des formes complexes en nombres complexes
les Log. de tous les nombres sous toutes les formes et
dans toutes les situations sont trouvés.
Exemples. — Les Log. des nombres positifs et des néga-
tifs
sont déjà indiqués.
Le Log. de \/ — 1 . A ?
V- i.A = A|| = aLog. A + V -1.90
ainsi Log. \/.— 1 . A = Log. A + |90a.
Le Log. de la forme £> — 1 . A ?
Soit n = 5.
tf"— i . A = A^ = aLog.4 + K_i.48; pour ne
prendre que la valeur de la direction directe.
ainsi Log. f — 1 . A = Log. A + f 18-.
Pour avoir toutes les valeurs de i^ — 1 . A, on n'au-
rait qu'à prendre V — 1 . A = A f^ , A f **, A f^ etc..
jusqu'à A f-^-.
La différence des Log. ne serait que la différence des
directions , d'après la valeur prise pour ]3^ — i.A.
Log. A t^ = Log. A + fl9.18°.
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53
Le Log. de la forme ]J/ — 4 . A 1
Soit n = 3.
£s—\.A = £ —1 . J = ^fï = aLog.^ + O--1.221.
ainsi Log. £-----4.-4 = Log. .4 -f. j1 22*•.
La même remarque sur les autres valeurs et les autres
Log. des différentes valeurs complexes.
Le Log. de la forme ^y -j- A non imaginaire ?
fy + A = A\° = aLog. A + V-l.o0.
ainsi Log. ^ -f 4 = Log. J -f fo0.
Il ne sera nécessaire de parler des («—4) autres valeurs
complexes.
Dans la Théorie il est montré que tous les polynômes
avec des termes imaginaires de toutes les formes peuvent
être réduits à la forme complexe x -f \/—4. y, quand
la valeur numérique des grandeurs générales est déterminée ;
— chaque polynôme de cette forme peut donc être trans-
formé en forme complexe, puis en nombre complexe, dont
on peut déterminer le Log.
§ 35. Application de la Théorie. — Demandé le
produit de = — A X B à, l'aide de Log.
Log. — A = Log. (A f 7t) - Log. .4 -f jv
Log. — B = Log. (.Bf O = Log. B + \ir
Log. (-A. — B) = Log. AB = (Log. A + Log. B) + f2«-
= (Log. A -f- Log. B.) + la direction positive.
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54
Il sera à propos d'insérer d'abord une des bases de
l'opinion de Leibnitz.
Son argument était : quand — 2 avait un Log. , celui
de \/ — 2 serait \ Log. — 2 , et un nombre imaginaire,
impossible aurait dans cette supposition un Log.
Réponse. Log. — 2 = Log. (2 ^tt) = Log. 2 -f \ir
Log. V — 2 = \ Log. (2 \s) = \ Log. 2 + \\.
Ces équations sont tirées des équations Logarithmétiques
d'une Base quelconque; pour la Base 10 on a:
\Ç)x+V 1.180 — 2 \-ïï = — 2.
dans la table on trouve x = 0,30103.
ainsi 100,30103 + V-1.180 - _ 2 ; Log. -- 2 = 0,30103+f^-
encore 100,150515 +1/ - 1.90 =1/2||=V/"2-
et Log. i/ — 2 = 0,150515 + j|.
Non seulement le Log. y' —- 2 existe réellement, mais
encore on est en état de donner toute déterminée la forme
complexe , qui l'exprime.
Remarque. Les Log. des nombres complexes sont indi-
qués en formes complexes.
Il y a cependant une grande différence entre les formes
complexes ordinaires et celles marquant les Log. des
nombres complexes.
Dans les formes complexes ordinaires ic -j- \/ — 1 . y,
les quantités x et y sont homogènes et ne diffèrent que
de direction ; ce qui n'est pas le cas dans les formes ,
indiquant les Log.
p. ex. Log. ax + ^ —1-2/ = x -{■ \/— 1 . y .= œ -f- f y.
Les quantités x et y ne sont pas homogènes, a? étant un
nombre abstrait, absolu, y étant un nombre concret,
y
= y degrés ou y rayons du cercle.
Les formes complexes marquant les Log. des nombres
complexes ne peuvent donc pas être transformées en nom-
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55
bres complexes comme les formes complexes ordinaires .
dont les termes x et y sont homogènes.
Le vrai sens demande qu'on écrive
Log. a®+y — 1--V = « +ÎJ/
puisque le signe \/—1 dans l'exposant n'a pas la signi-
fication de v7—1 dans les nombres complexes ordinaires
ou les nombres imaginaires \/— 1 . y = VÎ%'
Cette distinction Euler ne l'a pas entrevue ; quand on lit
ce qui se trouve dans les oeuvres mathématiques et sur-
tout ce que Dr. Riecke a écrit sur les Log. dans son
livre : die Rechnung mit Pachtung s zahlen, on verra qu'on
prend le signe \/ — 1 dans !e sens ordinaire de la direc-
tion \ - , ou de l'unité complexe lf~.
Déterminer à l'aide des Log. le product (j/—2) (j/—2).
Log. i/— 2 = | Log. 2 + f|
Log. V/-2 = ->Log.2 + ||
Log. (i/- 2) <y - 2) = Log. - 2 = Log. 2 + fjr.
Le quotient donnera :
L°S- ï^r| = 0 + t0°;=0 = Log. 1.
Demandée la puissance (y'■— 2)4 = 4.
Log. V/-2 =iLog.2+t|.
Log.(v---2)4 = 4(iLog. 2 + f|) = 2 Log. 2 + 12^
= Log. 22 -f j 0 = Log. + 4.
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56
Demandée la racine j^ — 16 = i(y — 1.2.
Log. — 16 = Log. 16 + \n
Log. $/ — 16 = \ Log. 16 -f- I 45° = Log. jK 16 -f \ 45°
= Log. 2 + \ 45 = Log. (2 . fy — 1) = Log. j^- — 1.2.
Ces exemples suffiront pour montrer la méthode et pour
prouver en même temps que la méthode ordinairement suivie
est celle, qui résulte de la Théorie des Exposants dans les
différentes formes.
On peut compter par ce qui précède que la question
sera terminée, décidée non en faveur de l'opinion de Euler,
mais pour réfuter ce que sur son autorité ou suivant ses
principes les mathématiciens pour la plupart jusqu'à ce
jour ont jugé être vrai.
§ 36. Avant de quitter le sujet il est nécessaire de
juger les autres fondements sur lesquels les deux partis
basaient leurs opinions.
Bernoulll fondait son opinion sur la ligne logarith-
métique , pour prouver que les nombres négatifs de même
que les positifs ont leurs Log.
Soit dans l'équation ax = y, X l'abseisse et y l'ordonné»;
on voit qu'à la valeur X se rapportent toujours deux or-
données y, l'une dans la partie positive , l'autre dans la
négative. — Ce qui s'accorde avec l'équation , car
a? = af — V aïX = + y.
ainsi X = Log. + y.
En prenant les tables des Log. cette opinion est tout
d'accord avec ce qui s'y trouve ;
Dans les Log. de Briggs on trouve:
Log. dOO = 2,00000
réduite en équation logarithmétique on a :
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57
1QÎ, 00000 _ lOKW^ = '»?»» IQ100000 = ± 100.
ainsi 2 = Log. ± 100.
Leibnitz qui était contre la thèse que les nombres
négatifs ont des Log. , suivait l'argument déjà annoncé.
La base en est jugée ; il taxait les nombres dits imagi-
naires , comme impossibles, non réels ; il ne discernait pas
les deux facteurs dans les nombres complexes , au moins
il n'en savait la signification ni la valeur ; — surtout
il ne regardait pas les Exposants des différentes formes
sous le point de vue exposé dans la Théorie.
Dans le temps de Leibnitz les Exposants de la forme
l/—1 .X, x -f l/— 1 .y étaiert-ils déjà connus?
Il décidait sur les idées généralement adoptées ; son
argumentation est conséquente , mais la base en est fausse.
Quelle aurait-été sa réfutation , si on lui avait presenté
le raisonnement suivant :
Supposé que (— 1) ne peut avoir qu'un Log. imaginaire,
impossible, on aurait l'équation suivante :
Log. (— 1) = x = impossible
2 Log. (- 1) = 2 %
ou Log. (— l)2 = Log. -f 1 = 2 ^
Log. (+!)■= 0
par conséquent
                       2^=0
X = 0 ■
ainsi Log. (-(- 1) = 0 = Log. (— 1).
Encore Log. {y ■— 1) = % = impossible
4 Log. {y - 1) = Log. {y - l)4 = Log. (+ 1) = 4 %
ainsi Log. -f 1 = 0 = 4 x
et x ~ Log- (y — 1) = 0 = Log. + 1.
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58
D'où il suit:
Log. — 2 = Log. — 1 4- Log. 2 = 0 -f Log. 2.
ce qui donne Log. — 2 = Log. 2 -{- 0 = Log. 2.
Log. {y — 2) = Log. ^ —1 k2 = 0-f i Log. 2.
et Log. |/ — 2 = | Log. 2 + 0=4 L°g- 2-
D'Alembert se prononçait en faveur des Log. des
nombres négatifs.
Il fondait son opinion sur l'équation ;
il disait : e* = y1 soit X = ^'.
on aura : e& = Ä e» = ± y.
et encore sur la ligne logarithmétique comme il se trouve
dans : Klügel, mathematisches Wörterbuch.
La base de Euler est déjà annoncée et on a déjà donné
la traduction de sa thèse , de même on a formulé ce qui
en est des Log. des nombres complexes en général, aux-
quels toutes les formes complexes et les nombres imagi-
naires peuvent être réduits.
§ 37. Conclusion. On doit s'étonner de ce que jusqu'à
ce jour on n'a pas entrevu l'importance de distinguer dans
les nombres complexes la signification et la valeur des
éléments intégrants, et surtout de ce qu'on n'a pas observé que
les nombres dits imaginaires et les formes complexes dans
les Fonctions exponentielles et les goniométriques n'ont pas
la même signification ni la même valeur que dans les Fonc-
tions ordinaires.
Encore de ce qu'on a négligé d'observer dans la direction
l'influence, la portée, non seulement de la directe, mais
encore de l'indirecte.
-ocr page 68-
59
Surtout l'équation pour prouver le nombre des racines
de l'unité dans le sens où on l'a pris, n'a pas contribué
peu à embrouiller les idées, les opinions.
La suite en a été qu'on a jugé imaginaires, impossibles
des nombres et des grandeurs réelles et qu'au contraire
on a attaché la réalité et une réalité de valeurs infinies
à des expressions, dont la valeur numérique, absolue était
nulle et l'infinité de valeurs hétérogènes avec la première
n'était qu'une.
Toutes les obscurités dans les mathématiques à ce sujet
et la dispute sur les Log., qui a occupé des esprits émi-
nents à différentes reprises et durant un espace de temps
si considérable sans parvenir à une décision complète ,
ne tiennent, après ce qui vient d'être prouvé, qu'à des points
en apparence de peu d'importance et de profondeur.
Pour prouver que toujours encore on n'a pas deviné le
vrai sens de ces sujets et la grande influence, qu'il a
encore toujours dans toutes les parties des mathématiques,
il sera certainement utile de relever les obscurités et les
absurdités, suites nécessaires de la manière dont on a
regardé ces points, et de montrer en même temps, combien
ces obscurités sont expliquées tout naturellement, de prouver
l'absurdité des conséquences tirées de la manière ordinaire
de comprendre ces choses.
L'auteur a pris à cette fin les oeuvres des premiers
mathématiciens pour être sûr de ne pas critiquer des idées
et des opinions surannées.
Le complément renferme la comparaison des principes
des Théories ordinaires avec ceux, exposés dans la Théorie
précédente.
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THÉORIE COMPLÈTE
DES
NOMBRES COMPLEXES
DANS LES DIVERSES PONCTIONS.
COMPLÉMENT.
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-ocr page 72-
Sur le complément- La Théorie renferme les prin-
cipes des nombres complexes dans les diverses Fonctions.
Ces principes diffèrent de ceux , qu'on trouve dans les
Oeuvres mathématiques ; il sera bien de répondre plus
directement aux principes des opinions contraires en con-
frontant les bases.
Il ne sera nécessaire de parcourir à cette fin toutes
les Oeuvres mathématiques; la réponse aux Oeuvres prin-
cipales sera en même temps celle aux autres.
Quelques sujets , sur lesquels les opinions diffèrent
encore beaucoup, demandent d'être traités plus au long
qu'il n'est fait dans la Théorie.
Sur les signes ± et les quantités positives et les néga-
tives ;
Sur les quantités imaginaires ;
Sur la signification concrète des nombres complexes en
général , des imaginaires en particulier.
Le complément deviendrait trop grand, si l'on voulait
comparer tout ce qui se trouve dans les livres de Vallès ,
des Formes imaginaires en algèbre; leur-interprétation en
abstrait et en concret;
Dr. Riccke , die Rechnung mit
Pachtung s zahlen etc. ,
qui traitent spécialement les princi-
paux points de la Théorie ; ces deux livres cependant con-
sultés et comparés par l'auteur méritent bien l'attention
pour pouvoir se prononcer sur la diversité des principes et
des résultats par rapport aux nombres complexes dans les
diverses Fonctions.
-ocr page 73-
6-4
Le complément pourra être continué, de sorte que toujours
on pourra revenir sur des sujets oubliés et répondre aux
remarques , aux critiques qui seront faites.
Dr. Riecke , die Rechnung mit Richtung s zahlen.
Pag. 29. Note.
La détermination de la signification et de la valeur de
j/—4 peut être regardée comme le premier pas pour
déterminer les autres quantités imaginaires, en général
tous les nombres complexes.
R. fait objection contre la manière de déterminer i/—1
à l'aide de la moyenne géométrique; il dit qu'on a fait
la faute de transporter sur les grandeurs complexes le
théorème des quantités absolues.
La remarque est juste, qu'il est fautif d'appliquer en
général les mêmes principes à ces différentes grandeurs ;
les mathématiques offrent beaucoup d'exemples dans les-
quels on a suivi cette manière , qui a donné lieu à bien
des inconséquences et des absurdités.
Fig. 1. R. prétend qu'au lieu de OA", O A'" on pour-
rait conclure avec le même droit, que les lignes OB, OB/,
OB'', OB'" etc. seraient les moyennes entre OA et OA', —
de sorte qu'on aurait :
OA : OB = OB : OA'
+ 1 :OB = OB : — 1.
OB = y—i.
Les lignes OA , OA' étant des lignes complexes , OB ,
OB' etc. devront pour la même raison être prises com-
plexes ; — la proportion sera :
OA:OB = OB:OA; + 1 : lp = lff : —1.
-ocr page 74-
65
Il est tout clair que la proportion est fausse , quand on
prend la ligne complexe OB comme moyenne entre OA ,
OA' — -f-1, — 1 == lfO, \\tt.; il en serait de même, quand
on prenait pour moyennes les autres lignes OB/, OB" etc.
en sens complexe.
Les seules lignes complexes , comme moyennes entre OA
et OA', sont les lignes OA" et OA'".
OA : OA" = OA" . OA' ; -f 1 : lf| = lf| : — 1.
OA:OA"'= OA"':OA'; -f 1 : lfîr.|= lfr.?: — 1.
Car on a :
hï = ^5 = lff ; + 1. _ 1 = lfO. Ifsr =± (Iff)2
^5 = ^ = ni ; + i. - 'i ■= (if- f)" =
2         —1.
l|2jr.7T = lfV = — 1.
Il ne sera nécessaire d'expliquer l'égalité de ces raisons ;
la figure montre , que la différence des directions est par-
faitement égale.
L'objection de R. n'est donc pas fondée , et on ne s'est
pas trompé de baser la signification de ]/—1 sur la
démonstration , qu'en fournit la Géométrie, quand on prend
les grandeurs non comme absolues mais comme complexes.
lia formule t — — 2j/— 1 . L \/— 1 .
dite d'après Montucla trouvée par J. Bernoulli.
Hliigel, mathem. Wörterbuch.
D \ Riecke , page 76 § 46.
R. a dérivé cette formule de (j/— 1)^—1.
D'abord il tâche de trouver la valeur de {\/—l)" — i
5
-ocr page 75-
66
Par conséquent il dit:
(]/— 1)K-1 = (et/-l.|)l^-l = e-l = 0,2078...
R. regarde par conséquent \/—1 , l'exposant, comme
ayant la valeur de 1^?.
Dans la Théorie il est prouvé , ce qui en est de cette
supposition.
De V—\ = eK-l.§ ; LV-1 = 1/-1. J,
il obtient jt = — 2 v7— 1. £ V7— *•
Analyse de cette solution. Quand on étudie , ce qui
se trouve dans Rieche , Klügel et d'autres, on voit que
l'exposant \/— 1 est pris dans le sens de j/ —1.1;
y/— 1 pris dans ce sens , on a :
(j/_ 1)1^-1 = (lj|)0 + K--l.l = lo|io _ 1|10)
ou si l'on veut 1|1° = 1 (cos 1°+ \/—1. sin 1°).
C'est là d'après la Théorie la signification et la valeur
de (y— 1)V —1 et non 0,2078____
|/—1)1^—* peut aussi être pris comme signifiant:
(j/ __1)V-1.0 = (!/— 1)° + 1^-1.0 = 1|0= +1.
Dans les exposants i/ — 1 n'est qu'un signe , rien de
plus,
pour indiquer que les nombres , qui accompagnent
\/— 1, comme \/1.00, x V— 1 , donnent les degrés
de la direction, \/-~l.oc X \/—1 = î#°.
Puisque dans {y/—l)1^^1 l'indice n'est suivi d'aucun
nombre, on peut compter , et avec plus de raison, que
la direction manque, de sorte qu'on a :
-ocr page 76-
67
(j/_l)K--l =(|/— 1)V^_4.0 rr^ — ^O + V-l.O-
1|0° = + 1.
5T = — 2 v7—1 L(|/—1.).
Cette formule est dérivée de la manière suivante:
y—\ = e^-lf ; L(y— 1) = \it \/ — 1.
----------------------------------2 i/— 1.
2j/—i.i(y—ij =—».
B. = _2V/—1 L(j/—4).
Analyse. Dans le second membre \ir \/— 4 , on a
pris y'—1 , qui n'est que l'indice de la direction, pour
l'unité complexe Ifs ; puis multipliant les deux membres
avec 2 y/—4 = 2f~ , on a obtenu la Formule, qui ne
peut être qu'absurde.
La dérivation dans le vrai sens ne donnerait que :
Z(l/-4) = i»V/-4 = 0 + ff
----------------------------------------(2
2Z(i/-l)                         = (0 + 4f)2
Dans la suite on trouvera par rapport à cette formule
des formules encore beaucoup plus compliquées, tirées de
Duhamel, des Méthodes dans les sciences de raisonnement.
On a passé sous silence dans R. la construction géo-
métrique de (j/—1)1^—1, basée sur sa manière de com-
prendre l'expression, jointe à sa solution algébrique.
-ocr page 77-
68
Réduction de i/ (— l/ (— l/ — 1 ) )
Dans les Eléments de l'algèbre on trouve quelquefois
ces réductions , traitées de la manière suivante :
V{—V(—V — V) = \/—i.p—i.P'—i =
V(— 1)4I§^(— l)2]^— 4 = l^(— l)r = iF—1.
Ce qui donne lieu à bien des obscurités et des contra-
dictions pour les commençants.
p. ex. i/ — l. V~ 4 f/— 4 = -jy— 4
l/—4. p'— 4 = 1.
Une réduction semblable donne :
^ — lj^—l = p-—\ ; v/_l = 4.
En réduisant ces expressions suivant la Théorie et en
n'observant d'abord que la direction directe , on a :
V(-V{~V~V>) = i/-l.^-i. i^-i =
4f|.lff.lt| = if-g = 4f457i° =
1 (cos 4571 -f. i/— 1. sin 4571°).
Ou encore: \/(—j/(—V7 — 4)) —
v/(-i/(-4tf)) = v\-vn^i) = v/(-i/itï) =
i/(-Mt) = m*vÇ> = •ftï = nï-
Quand on observe en même temps les directions indirec-
tes ,
on aura les différentes expressions.
Quelle est la signification et la valeur de {y-—4?
« — 4 = lj- = 4f0° = -f 4.
Trouver la valeur de <c dans :
V----1 • 2 = i + V—3.
-ocr page 78-
69
î^-1.2 = 2fî; 1 +V_3= i/(l+3)farctang^3.
Ainsi
          2fî = ^/4 f arc tang j/3 = 2f30°.
t1-^ = |30 ;               X = 6.
Les nombres complexes renferment deux facteurs , -j- a =
«fO; — a = ajV; \/—l. a = a|ï.
Tous les nombres imaginaires j/ — La, jK— 1 . a et
en général ]/ — 1. a , î/— 1 . a,, dont les indicateurs dans
les racines sont des nombres connus, représentent dans
leurs facteurs de direction des grandeurs constantes,
ainsi
S —La;2 = — 1. 2 a; Sa; + a:2 S — 1 -
— 2x$x-\-x2.0 — —2x$x.
S y— 1. a;2 = j^— L2a;Sa;-j-a;*.S j^— 1 =
j^— 1. 2a;Sa; -}- a;2. 0 = lK— 1.2 a; Sa;.
etc., etc.
Pour comparer la Théorie des nombres complexes et le
contenu des oeuvres mathématiques sur les quantités ima-
ginaires et les formes complexes, il est nécessaire de
relever les points de différence, d'en trouver les raisons
et de donner les fondements sur lesquels les opinions
différentes reposent.
En étudiant ces oeuvres, on trouve que dans la plupart
-ocr page 79-
70
l'auteur fait sentir ou déclare ouvertement, que ces quan-
tités et ces formes renferment des obscurités , des incon-
séquences , même des absurdités , qu'il ne sait expliquer.
Dans d'autres l'auteur les taxe comme des quantités
imaginaires dans le vrai sens du mot ; l'opération sur les
quantités n'est que machinale, on ne les comprend pas ,
on ne sait si l'application des règles est juste ou non,
on ne peut vérifier tous les résultats ; — on s'en sert
parce que les imaginaires donnent quelquefois des résultats
réels, on obtient des solutions , dont on s'étonne , qu'on
n'avait pu prévoir, qu'on ne sait expliquer.
Encore d'autres continuent toujours à les nommer ima-
ginaires , mais ils prétendent que la signification leur est
connue, et dans leurs oeuvres ils les traitent d'après
l'idée qu'ils y attachent ; — pour montrer la réalité de
leurs opinions , ils transportent leurs idées sur les quan-
tités à des grandeurs, c'est par des constructions géométri-
ques qu'ils traduisent leur manière de les concevoir.
Parmi ces derniers l'auteur de la Théorie a trouvé des
constructions en contradiction avec les principes donnés ;
par l'analyse il est parvenu à trouver la raison de la
divergence, et à prouver que ses idées contraires peuvent
soutenir la comparaison de celles contenues dans ces
oeuvres.
L'auteur a rencontré des passages, qui renferment que
les imaginaires, par les découvertes faites dans ce siècle ,
ont acquis la juste définition ; qu'on peut dire avec raison
que la manière correcte de comprendre ces quantités et
la méthode à suivre dans l'application doivent être comp-
tées parmi les plus importantes découvertes du 19«»e siècle.
Encore on trouve pour réponse à ceux, qui demandent
si les quantités dites imaginaires ne sont pas impossibles,
et que par conséquent, tout ce qu'on en dit, n'est qu'un
-ocr page 80-
71
jeu de mots sans quelque intérêt : — Dans les mathéma-
tiques on ne peut nommer impossible que ce qui renferme
des contradictions , des absurdités , qui ne se présentent
pas dans les quantités imaginaires.
Ceux qui ont fait cette demande sont jugés ne pas avoir
fait beaucoup de progrès dans les mathématiques.
La question , il est vrai, marque que celui qui la fait ,
n'a pas fait beaucoup de progrès dans les mathématiques,
mais la réponse à la question sur l'imaginaire, l'impossible,
n'étonne pas moins l'auteur de la Théorie.
»Dans les mathématiques ne se présentent pas des ab-
» surdités dans les réductions , les opérations appliquées a
»ces quantités" ? !
La Théorie en offre bien des exemples ; on est donc
obligé d'en tirer la conclusion que : ne pas les remarquer,
c'est ne pas les comprendre.
La différence avec la Théorie se trouve dans les points
suivants :
On n'a pas distingué assez les nombres absolus des com-
plexes ,
dans le sens indiqué.
On n'a pas approfondi la signification, la valeur des
facteurs directifs dans les nombres complexes.
Par la détermination de la signification des imaginaires
sous la forme \/—1 . a , on a trouvé encore la valeur des
formes complexes et la manière de les transformer en
nombres complexes ;
X -(- |/— 1 . y = i/(x2 -f y2) f arc tang ^ = i?fp =
R (cos ip + V—1 • sin 9) ;
mais on s'est arrêté là pour la plupart ; on n'est pas
parvenu à déterminer la signification et la valeur de toutes
les imaginaires, sous quelque forme qu'elles se présentent;
-ocr page 81-
72
on n'a pas déterminé en général la juste signification et
la vraie valeur des quantités complexes.
Dans l'équation Xn = ±1 . , # = j?-" dr 1 , que toujours
on ne regarde que comme la solution des diverses racines de
Yunité, on a perdu de vue suivant la Théorie, la véri-
table signification , savoir la détermination de la significa-
tion des différents facteurs de la direction.
Dans les expressions A (cos x -f j/ — 1 . sin x) on ne
regarde pas assez le second facteur comme simple facteur
de direction , ne signifiant que A*\x, et renfermant pour
ainsi dire la clef de la signification de toutes les quantités
complexes.
Par là on a manqué de savoir transformer à la simple
forme complexe x + ]/—1 . y toutes les quantités com-
plexes imaginaires, tous les polynômes renfermant ces
termes.
Dans l'application des opérations à ces quantités, à ces
formes, à ces polynômes la Théorie a montré, combien
toutes les opérations sont réduites à des règles simples et
générales, qui ne laissent ni difficultés , ni obscurités,
dont les résultats non obtenus machinalement , peuvent
être vérifiés. — On sait ce qu'on fait, connaissant les cho-
ses qu'on traite , la méthode qu'on suit. Connaissant à fond
les facteurs de la direction , on sait que dans tout nombre
complexe la direction directe donne la vraie et la simple
valeur, que la direction indirecte n'a la moindre influence
sur la valeur d'une quantité , d'une grandeur complexe ,
que toujours on a comme parfaitement égales :
Ap = ApriTT.?.
On sait que les directions indirectes ne sont d'influence
que dans l'extraction des racines des nombres complexes.
Le point important sur lequel la Théorie diffère princi-
palement avec les Théories connues, c'est que les nombres
-ocr page 82-
73
complexes imaginaires et surtout les formes complexes ont
une tout autre signification, quand ils se trouvent dans les
Fonctions exponentielles , goniométriques et cyclométriques.
La Théorie renferme les différents points contraires à
ceux dans les Théories suivies jusqu'à ce jour, et en même
temps les fondements de ces principes divergents ; — on
y trouve la validité de ces principes prouvée par l'applica-
tion aux formules , qui par là perdirent leur obscurité ou
montrèrent leur absurdité.
Les opinions contraires sur ces divers points , contenues,
dans la Théorie , n'ont pas été sans influence sur les prin-
cipes des Logarithmes.
Il ne sera nécessaire de les répéter ici.
Dr. Oscar SchlOmilcIi. Algebraische Analysis.
En étudiant ce que Schl. a écrit sur les imaginaires et
'les formes complexes, on voit clairement que bien des
choses lui sont tout obscures ; que par rapport aux ima-
ginaires , elles lui sont en beaucoup de cas encore de vraies
imaginaires ; qu'il n'a pas entrevu que les imaginaires et
les formes complexes dans les différentes fonctions n'ont
pas la même signification ni la même valeur.
La signification de j/ — 1 dans les formes ordinaires
ne lui est pas inconnue , de même que la valeur des for-
mes complexes, mais il n'a pas distingué les nombres en
absolus et en complexes ; il n'a pas distingué dans toute
son étendue la signification des facteurs directifs ; et encore
il n'a pas approfondi le sens, la portée de la distinction
des directions en directes et en indirectes ; dans quels cas
la distinction est importante ; dans quels cas elle n'est
d'aucune influence, et ne change en rien la valeur réelle
de l'expression.
-ocr page 83-
74
Dr. Oscar Schlömllch. Chap. X , § 51, page 225.
Die Functionen complexer Variabelen.
Par les remarques que Sehl. lie aux formules de cos y,
sin y, de e^—^-V, ev—^-V on voit d'abord qu'il n'a
pas compris la signification de (]/—1) dans les Exposants.
Il dit qu'il était à prévoir que pour avoir les équati-
ky k y
ons de cos y, sin y , il devait entrer dans e +e          et
ky ky
e ~e         des valeurs imaginaires ; — les valeurs de cos.
et sin. étant tout au plus l'unité , il serait impossible de
trouver pour k une valeur réelle , qui repondît à cette fin.
Puis en faisant l'énumération des différentes Fonctions
à formes complexes , il dit que les définitions de ces Fonc-
tions , quand les quantités sont réelles , n'ont pas de sens
pour les mêmes Fonctions , quand les quantités sont des
imaginaires ou des formes complexes.
P. ex. cy — î-y , sin \/—1 . y , arc tang \/—l.y.
Encore il demande , si les règles pour les différentes opé-
rations en quantités réelles, sont les mêmes pour les ima-
ginaires et les formes complexes.
La Théorie donne les réponses à ces diverses questions.
Dans une note Sc7d. dit que Cauchy a donné la solu-
tion de ces problêmes.
L'auteur de la Théorie n'a pu avoir le cours de l'analyse
algébrique de Cauchy, il ne sait donc , si toutes les défi-
nitions de Cauchy s'accordent avec celles , qu'il a données ;
— quand Cauchy a donné la démonstration , que les règles
dans les opérations sont toutes les mêmes pour les réelles
et les imaginaires , la Théorie donnée avec ses démonstra-
tions sera en opposition avec les solutions de Cauchy.
Les formules é^-^-V, e—^-^-V cosj/—\.y, sin V—l.y
-ocr page 84-
75
sont des formules fondamentales; on doit s'étonner un peu
de la remarque de Schl. , disant que la dérivation de ces
formules n'est pas absolument juste , correcte, et cependant
elles lui servent d'introduction dans les nombres imagi-
naires.
Les formules ne sont tout au plus que des équations
identiques , comme la Fig. 3 le montre.
Soit le rayon OA = 1 , et comme base de la direction
= + OA— + 1.
Les autres lignes prises en sens complexe, on a :
OB — lf 9 ; OB' = lf—9.
4) OB =Qc + \/~i.cB = l(cos9 + \/ — l.sin?) = e^-l-P
2)OB'=Oc + l/— l.cB' = l(cos — 9 + V— '1- sin —P) =
Oc_i/— I.cB =1(008?— ]/ — i. siuP).
Par l'addition et la soustraction de (1,2) on obtient:
OB + OB' = 2 Oc = 2cos f = e^-l- 9 -f- e - V—\- 9..
OB + OB' = 2l/—1. cB = 2^—1. sin f =
'eV-\.9
_ e—V—1.50.
Ce qui renferme les Formules fondamentales :
eV—\.f — ip — l(cos <p -f- x/— 1. sin f») ;
e—1-^-1-P = lf_$o = l(cos — 9 -I- J/—1. sinP).
—l^l.p —1>-— t.«?                   |/_ i.tp —l^—i.<p
cos ?o = p             +e________T . sin © — e____ r-e________[
2.                   '                             2^-1.
La Figure montre l'identité, la réalité des Formules.
Dr. O. Schlömllch , par 52. pag. 327. — La preuve
que Schl. n'a pas fait la distinction des facteurs directifs
dans les nombres complexes , c'est qu'il regarde j/—1,
i comme l'unité imaginaire, au lieu de les prendre com-
me facteurs ou indices de la direction 1^180, lff.
-ocr page 85-
76
L'addition, la soustraction : — Au lieu de regarder
les formes complexes , comme étant composées de réelles
et d'imaginaires, il est plus juste de dire : les formes
complexes renferment deux termes de quantités homogènes,
mais à direction différente ; les premiers termes sont des
quantités complexes pos. ou nég. , les seconds des com-
plexes à direction f90 ou ^~.
Pour avoir la somme ou la différence de ces Formes ,
-on unit les termes , qui ont la même direction , ou dont
les directions ne sont qu'opposées , savoir les premiers , qui
sont tous zfc ; et les seconds , qui ne sont que ± \/ —1 —
La multiplication, la division. — Quand on connaît
la signification des nombres complexes , on sait que les
règles de la multiplication et de la division des polynômes ,
dont les termes ne sont que pos. et nég. , trouvent aussi
leur application aux polynômes, dont les termes complexes
ont toutes les directions.
Dans la multiplication il transforme les Formes X -f- j/—i.y
en R(cos 9 -f \/—1. sin ?) pour y appliquer l'opération,
mais il ne passe pas de la dernière réduction aux nombres
complexes -RJP , ce qui rend l'opération beaucoup plus simple,
et dont on tire encore les mêmes résultats , obtenus d'une
manière plus compliquée en suivant la méthode ordinaire.
La comparaison des opérations qu'on trouve dans ScJd.
et celles dérivées de la Théorie , prouveront la simplicité
et la généralité des dernières.
Schl. ne parle que des Formes X -+- \/—l.y; il n'est
parlé de la réduction de toutes les quantités imaginaires
etc, etc. à la forme simple a; -f y/ — 1 • y , ni au nombre R]tp
Dans le reste de cette § se trouvent des choses bien
compliquées , qui toutes traitent les directions.
-ocr page 86-
77
Schi, ne parle pas de directions dans le sens indiqué
dans la Théorie.
Au lieu d'analyser ce qui se trouve dans ScJil. , il sera
cependant nécessaire de répéter quelques points de la Thé-
orie , et d'y attacher des remarques.
Les directions se distinguent en directes et en indirec-
tes ;
— les directes renferment implicitement les indirectes.
Il n'y a point de différence de valeurs entre les quan-
tités , qui ne diffèrent que par rapport à leur direction
de directe et d'indirecte E\f — R\f + 2»^.
La différence ne se trouve que dans la forme et non
dans la valeur ; — la différence n'a point de réalité.
Parce que les directes renferment implicitement les indi-
rectes ,
ce n'est que dans l'extraction des racines , qu'il
est nécessaire d'observer non seulement la directe, niais
encore les indirectes , pour déterminer toutes les différentes
racines possibles.
Dans tout le reste l'observation des indirectes n'est
d'aucune influence , et ne sert qu'à embarrasser par les
formules compliquées , qui en résultent.
Tous les polynômes à termes complexes imaginaires ,
ainsi que les simples formes complexes , ne sont réellement
que des nombres complexes.
Les nombres absolus peuvent être regardés comme des
nombres complexes à la direction |0 = \clmT. Tous les
nombres étant ainsi en tout de même na-ture , suivent en
tout les mêmes règles par analogie, étant réellement des
choses analogues.
Il est donc superflu de prouver , ce qui n'a besoin d'être
prouvé encore.
Z étant = Zj'0 , les mêmes règles pour Z sont aussi
applicables à Z'\? = Z(cos f -f y'—l.sinP).
P. ex. (Z\?)m, (Zp)~™, {Z\?)~, (Zp)-~ etc.
-ocr page 87-
78
Dans les cas que les exposants sont des membres entiers,
la puissance n'a qu'une seule réalité, soit que la base soit
un nombre absolu ou complexe.
Quand les exposants sont des nombres fractionnaires,
le nombre des différentes racines , représentant différentes
valeurs, est égal au dénominateur de la fraction.
En réduisant X -)- \/ \.y en .Rfarc tang -, les deux
membres de l'équation ne sont pas absolument égaux.
Arc tang ~ a deux valeurs 9 et tt -f 9.
Ainsi on aurait x -f V—l.t/ = R\? = R\{? -+■ <p);
ce qui est faux, les deux valeurs R]<P et .fif^r + <p)étant
des grandeurs opposées.
Explication. Par la réduction des deux formes com-
plexes ± \%-\- V—l'2/i on obtient le même nombre
complexe , R \ arc tang ~ï = R î arc tang -.
1                    -+-X                                   X
Le nombre complexe renferme ainsi deux différentes
formes complexes , qui sont représentées par les grandeurs
R\<p et R\(ft + <p) , — suite de la double valeur de
arc tang ^ = 9 et (n -f- 9).
Fig. 4. Soit AE = tang 9 = tang (p . t) = etc.
OC = cos 9 = cos (<p . Itt) = etc. ;
BC = sin (p = sin (9. 2sr) = etc.
OC' = cos (9 . ît) = cos (9. 3tt) etc. ;
B'C' = sin (9. 5t) = sin (9. 3x) = etc.
OC -f i/— l.BC = OB = Ef9 = #-(- i/—l.y.
OC' -|- ï/t-1. B'C' = OB' = i2|(9.7T) = — a; — |/—l.y.
Ce point non expliqué à fond a causé des difficultés, qu'on
Tencontre aussi dans iScM.
Il dit : x -j- V' —!• V — -R f arc tang 9 , (9. hr), pour Ä
on peut mettre toutes valeurs, pair ou impair ; mais
quand on met :
-ocr page 88-
79
X -f V—!•«/ — R(cos ip. kir) -f \/—1. sin ((p.kTr)
le nombre k doit être toujours pair.
La vraie et unique valeur de x -f j/—l»y est Af?';
de —*—]/ — 1.?/ est B^f.TT.
Les directions indirectes n'influent pas sur ces valeurs ,
et ne regardent que la forme de l'expression.
BfP - R\{<?. 2fer) ; JBflp. sr) = i2f(P. (2* + 1)tt).
Dr. O. SchlOmllch , § 53, page 233.
Cette § traite principalement l'équation xn ± 1 = o et
le Théorème de Côtes.
La Théorie renferme le point de vue, sous lequel cette
équation est regardée , et la manière d'en déterminer les
racines.
En donnant à n dans xn ± 1 = o , les valeurs 6 et 5 ,
•les Fig. 5, 6 représentent dans les lignes 0± , 02 etc.
les racines de ces équations.
Fig. 5. Soit le rayon du cercle = 1. ; les racines
de X6 -f 1 = o sont X = Ox , 03 , Os , Or , 09 , Ou ,
de x6 - 1 = o x = 02 , 04 , 06 , 08 , 010 , OA.
O, = \\l = l(cos | + v/-i: sir. f) = OB + 1/-1.B,
02 = Ifï = *(«* ï + I/-1- si« ^) = OC + |/-l.Ca.
Dans la Fig. 6 le cercle est divisé en'10 parties égales,
les lignes Ol , 02 etc. représentent de la même manière
les racines des équations xb±i = o.
x6 + 4 = o ; 0 = Ox , O, , 05 , Or, 0„.
xb — 1 = o ; a? = Oa , 04, 06 , 08, OA.
O, = lff = l(cosf + I/-1. sin f) = OB -j- V/-1. B,
02 = lff = l(cosÇ + V/-1. sin Ç) = OC + V—1. Ca.
-ocr page 89-
80
Ces lignes Ot , 02 etc. , racines de l'unité complexe ,
marquent les différentes directions de l'unité, d'après le
degré de la puissance de l'équation.
Le Théorème de Côtes est fondé sur le Théorème que ,
les racines d'une équation étant connues , le premier mem-
bre peut être divisé en facteurs du premier degré , ainsi
on a pour les équations x6 -\- 1 = o , Xb — 1 = o.
4) Fig. 5 (x — Ox) (x — 03) (x — Os) (x — Or) (x - 09)
(* — 0ll) = X6 + 1
2) Fig.6 (x — 02) (x — 04) {x — 06) {x — 08) {x — OA=
x6 + 1
et ainsi avec les autres équations x6— 1 = o, x6 -f- 1 = °-
Les équations (4. 2) peuvent être prouvées directement
en cherchant le produit contenu des facteurs des premiers
membres ; ces produits donneront les Fonctions :
x6 -f. Aa-s + B«* + Cx3 + Dtf2 -f Ex + F = x6 -f- i (3
xh + Kx* -f Bx3 -f C*2 -f- D«5 + E = «5 — 1 (4.
Dans (3. 4) A indique la somme des Uniones , B celle
des Biniones , etc. des racines des équations.
La manière simple d'indiqner les racines en nombres
complexes O1 = lfï = x etc. dans x6 -f 1 = 0;
02 = 1 f-f = x etc. dans «5 — 1 = o , se prête à trouver
facilement les valeurs de A , B , C etc. dans (3. 4).
Pour prouver les Formules (1. 2) et pour déterminer
les valeurs de A , B , C etc. dans (3. 4), il sera néces-
saire de déterminer premièrement la somme et le produit
de quantités conjuguées et d'opposées.
-ocr page 90-
81
Fig. 3. OB et OB' sont des grandeurs conjuguées ;
OB =\\(p —
                                       l(cosp+i/ — l.sinp).
OW=\\—<p=i (cos-? + V— 1 • sin ?)=l(cos 9— \/— 1. sin?).
Ainsi OB + OB' - \\9 + lf—9 = 2cos?.
Le produit sera :
OB. OB' = lfp.lf—f = lf(¥>—P) = lfo = + 1.
Fig. 4. OB et OB' sont des grandeurs opposées;
OB=lf? =
                      l(cosÇ> -J- V— 1- sin y,).
OB' = \\9.tt- — lf? = — l(cos? + y/ — l.sinP).
Ainsi OB -f OB' = \\9 + \\9. it - o.
Les figures donnent les mêmes résultats.
Fig. 3. OB =
                                   Oc+v/— 1-Bc.
OB' = Oc+i/ — 1-B'c = Oc—i/—l.Bc.
OB + OB'                       = 20c = 2cos i
Fig. 4. OB =                              = OcH-v7—l.Bc.
OB' = Oc'i v-\.B'd= Oc'— y—l.Bc.
OB + OB'                        = o.
Détermination de la somme des Uniones, des
Blnlones, des Tertlones etc.
Les racines de x6 + 1 — o sont Ox , 03 , 05, Or, 09,
On ; indiquant les différentes valeurs par 1 , 3,5, 7 ,
9 , 11 , la somme des Uniones sera : 1+3+5+7+9+
11 ; — dans cette somme on a les valeurs opposées :
1, 7; 3, 9; 5, 11.
1 + 7 = lff + lfï - Ifg + lftg. *)■= o.
et ainsi avec les autres , par conséquent -4 = 0.
6
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82
Pour trouver la somme des Biniones , on mettra pour
abrévier 4.3 = lf| . 1|^ = lfÇ = 4.
Les Biniones de 1 , 3 , 5 , 7 , 9 , 11 sont:
-1.3, 1. 5, 1.7, 1. 9, 1.11 = 4 + 6+ 8+10 + 12.
3.5, 3. 7, 3.9, 3.11, 5. 7 - 8 + 10 + 12 + 14 + 12.
5.9, 5.11, 7.9, 7.11, 9.11 =14 + 16 + 16 + 18+20.
Parmi ces valeurs se trouvent les valeurs opposées :
4 + 10 , 6 + 12 , etc. Car:
4 + 10 = lt^+lf!^ = 1|^ + 1|^.^ _ o
et ainsi avec les autres valeurs opposées ; les seules va-
leurs , qui ne s'anéantissent pas d'abord , sont :
12 + 16 + 20 = lfip + l|î5* + if-
=
i + lt** + lf_f.
Les valeurs \\~ , lf-j? sont conjuguées;
2cos^ = 2 cos 120 = —2 sin 30 = — 1.
6
ainsi 1 + 2 cos Ç = 1 - 1 = o = B.
La somme des Tertiones sera :
1.3.5, 1.3.7, 1.3.9, 1.3.11, 1.5.7 - 9 -f- 41 +
13 + 15 + 13 -4.
1.5.9, 1.5.11, 1.7.9, 1.7.11, 1.9.11 = 15 + 17 +
17 + 19 + 21 +
3.5.7, 3.5.9, 3.5.11, 3.7.9, 3.7.11 = 15 + 17 +
19 + 19 + 21 -t-
3.9 11, 5.7.9, 5.7.11, 5.9.11, 7.9.11 = 23 + 21 +
23 + 25 + 27.
-ocr page 92-
83
La somme est — o , puisque toutes les valeur.« sont
opposées 9 + 4 5 , 44+17, 21+27, qui s'anéantissent.
Ainsi C = o.
La somme des Quaterniones sera :
4.3.5.7, 4.3.5.9, 4.3.5.44, 4.3.7.9, 4.3.7.44 =
16 _(_ 48 -f. 20 -4-. 20 + 22-1-
1.3.6.44, 4.5.7.9, 4.5.7.44, 4.5.9.44, 4.7 9.44 -
24 4- 22 + 24 -f- 26 + 28 +
3.5.7.9, 3.5.7.44, 3.5.9.44, 3.7.9.44, 5.7.9.44 =
24 + 26 + 28 + 30 + 32.
La somme est, après avoir rayé les valeurs opposées ,
24 4 28 + 32 = iff + lfÇf + lf_J? -
= 1 + lf^ + lf |Ä = o = D.
Comme il est montré dans les Biniones,
La somme des Quintiliones sera :
4.3.5.7. 9, 4.3.5.7.14, 4.3.5 9.11 ■'= 25 + 27 + 23 +
4.3.7.9.44, 1.5.7.9.44, 3.5.7.9.44 = 31 -f- 33 H- 35.
La somme des quintiliones s'anéantit d'abord, donc
E = o.
La valeur de F est :
4.3.5.7.9.44 = 36 = lf^ = lfo = + 4.
Détermination de la somme des (Jnioncs, des
Biniones etc. des racines de
%a — 4 — o,
-ocr page 93-
Pour abrévier il suffira de donner les résultats obtenus
suivant la manière précédente.
Les racines de xb — 1 — o sont, x = 0.2.4.6.8.
2 + 8 = lfl' + lf^ sont conjuguées = 2 cos ^.
4 + 6 = lfÇ + lfÇ »          »       = 2cosÇ.
o = \\o                                          1.
La somme des Uniones est 1 -j- 2 cos 72 -f- 2 cos 144 = o = A.
Pour la somme 'des Biniones on obtient:
2fo + 4cosÇ 4- 4cos^ = o - B.
5                    5
La somme de Terniones et des Quaterniones est la même
que celle des Biniones = o — C.
La valeur de E est :
0.2.4.6.8 = 20 = lf^p - lfo = + 1.
Remarques. Au calcul , qui précède, se lient quel-
ques observations.
D'abord il est montré, que la méthode suivie prouve
d'une manière bien simple le théorème des facteurs du
premier membre de l'équation %n ± 1 = o.
Encore on n'a pas opéré avec des grandeurs imaginai-
res , impossibles , mais avec des grandeurs réelles , ce qui
mettait en état de comprendre les opérations et de juger
les résultats.
-ocr page 94-
85
Une autre observation c'est, que de cette manière se
présentent différentes relations entre les directions et les
lignes goniométriques.
Les racines de xn ± 1 = o sont :
'n ' ' n ' ' n...... I n
n*.n?>nï......n(^.
Quand n est paiV, on a toujours , que la somme des
directions est nulle , ainsi que la somme des unités com-
plexes , racines de l'équation.
La raison en est, que toutes ces grandeurs ont dans ce
cas deux à deux des valeurs opposées, qui s'anéantissent.
Quand n est impair, les racines sont deux à deux des
valeurs conjuguées, dont la somme, exprimée dans des
cosinus de différents degrés, est l'opposée du terme im-
pair
, qui reste.
Le nombre 360 a les facteurs impairs 3, 5, 9, 15, 45;
en prenant ces nombres pour n dans les racines de
xn ± i =. o, différentes relations se présentent.
Prenant par ex. n — 45, dans X15 ±1 = o, et écri-
vant par abréviation dans les racines 1 = lfrÉ* on a
«=1,3,5........25 , 27 , 39.
Le terme moyen 15 = tfjz- ~ — 1 '■> 'es termes 1,29 ;
3,27 ; représentent des valeurs conjuguées :
1 + 29 = lff5 + lfg? = 2cos£.
3 + 27 = lf^ + lf^ = 2cosf?.
La somme des valeurs étant = o, on obtient l'équation :
2{l+3 + 5 + 7 + 9 + ll + 13J= 1.
x = j 1} = |g-est par conséquent — 12°.
L'équation indiquée par abréviation sera:
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86
2 {cos 12 .f cos 36 4 cos 60 + cos 84 { —
2 (sin 18 4-sin42 + sin 66 j = 1.
ou 2 j cos 12 + cos 36 + cos 60 + cos 84 J =
2 ( sin 18 + sin 42 + sin 66 j f 1.
Ce qui se réduit encore à :
cos 12 + cos 36 -f cos 84 = sin 18 + sin 42 + sin 66.
Pour ne pas amplifier trop le complément, l'auteur a
oté, ce qu'il avait écrit sur le Théorème de Côtes et sur
celui de Moivre, qui n'est qu'une variante de celui de
Côtes.
Les Fig. 8 , 9. Servaient à expliquer la démonstration.
Dr. O. Schlttmilch , § 54.
Die Exponentialgrössen mit complexen variabelen.
Par la substitution de x -f V ^-U Pour ~ dans
«* = Lirn. j (1 + £r !
il obtient après des réductions :
ex + IS— *• y — ex (cos y +• \/ — 1. sin y).
La formule obtenue prouve la justesse de la Théorie par
rapport à la signification de \/ — 1 dans les exposants.
La formule n'avait besoin d'être prouvée encore, car
eV—i.y étant = 1 (cos y -f \/—l.sin?/) =
e°(r,osy + \/—l.siny) on avait d'abord:
gx+l/—l.y ex, eV— i.y =
ex. 1 (cos y + \/—1. sin y) — ex\y.
Schl. appuie beaucoup sur les formules :
^=Lim.{(l + £)»}; ^^-M = .|(l+^=^)«|
-ocr page 96-
87
comme renfermant la définition des Puissances sous toutes
les Formes. Il remarque encore dans une note , que les
mathématiciens ont donné la préférence à sa définition sur
celle de Cauchy, qui la définit comme la somme d'une
série ; savoir :
eX + ^t.y = 1 + «+J^=ÙL + (g + ^-l-y)' + etc.
Schl. est parvenu par la réduction à :
eX + 1^-4.„ _ j (1 + x + ^-i-Vyn J _
ex (cos y -f. j/ — 1. sin y.
Ainsi ex + f -*•» = e*(cos «/ -)- j/ — 1. sin y) = ex\y.
En observant la signification et la valeur de y/—1.
dans les Exposants, la définition donnée dans la Théorie
n'est-elle pas plus simple , toute générale et aussi mathé-
matique ?
Par analogie Schl. dit: aV — *-2/ = e^—^-V *•«.
Dans la suite on reviendra sur cette formule, en trai-
tant ce que Duhamel a dit sur les quantités imaginaires,
pour prouver directement que cette formule , obtenue par
analogie, est fausse.
Schl. prouve encore que :
(a* + V-1-V) (a*' + y-1-y') = a(* +-*0 + f — 1 (y + y').
Dans le cours de la démonstration il met continuellement
au lieu de cos y, y' et de sin y, y', cos y La, y'La,
sin y La , y'l. a ; mais il est clair , que les expressions
écrites sous cette forme, n'ont la moindre influence dans
toute la démonstration.
De la Théorie on sait que les équations sont identiques:
2cos?< — lfw -f- If— u ; '2 j/—1. sin u = i^u — lf— u.
En élevant les deux membres de ces équations identi-
-ocr page 97-
88
ques à la même puissance, on obtient des relations im-
portantes.
En appliquant les principes de la Théorie et prenant
les puissances 5 , 6 on a :
(2costó)s = 1|5m + 5.1 pu + 10. lfM -f
lj_5M+ 5.1 f— 3m + 10. If—m.
Les termes sont deux à deux conjugués, qui sont placés
les uns sous les autres , et dont la somme des valeurs
est connue ; ainsi on a :
25 cos5 u = 2 cos 5m + 10 cos 3m -f 20 cos u.
24cos5m = cos 5m-f 5 cos 3m + 10 cos m.
(2v/— 1. sin m)6 = lf 6m — 6.1f4u + 15.'lf2u — 20.1f0 +
- 4|_6m — 6.If—4m -f 15.1f2w.
— 26 sin6 m = 2 cos 6w — 12 cos 4m 4- 30 cos 2m — 20
et — 25sin6M= cos 6m— 6 cos 4m -f 15 cos 2m-- 10.
(2 i/—l.sinw)6 = lf5w — 5. If 3« -4- 10. If m.
_ if_5w -+- 5. If—3m — 10. If— m.
Prenant la différence des ternies conjugués , on a :
25 ]/—1. sin5m = \/—1J2 sin 5m — 10 sin 3m + 20sinu]
et 24 sin5 u = sin 5m — 5 sin 3m -f 10 sin m.
La Fig. 6 donne l'explication de quelques transformations.
Dr. O. SclilSmflch, § 56.
Die goniométrischen Functionen complexer Bögen.
Dans la Théorie on a traité ces formules et la valeur
en est analysée.
-ocr page 98-
89
Cos, sm(\/—i.y) = ; cos, sin (X \ \/l.y) =
Schl.
dit que ces formules représentent la signification
de ces Fonctions , mais il ne traduit pas le sens de ces
formules.
La Fig. 11. Représente la valeur, la signification des
arc \/ —. y.
AB = arc -f- y0                        ; AB' = arc — y0 ;
AC = arc \/—1. y — y\9Q ; AC' = arc j/— 1. — y =
arc — y\90°.
Les arcs AB et AC , ainsi que AB' et AC' forment l'un
avec l'autre un angle de 90°, l'angle étant mesuré par
les tangentes tirées aux différents arcs.
Dans cette § Schl. applique à ces formules des opéra-
tions , pour prouver que les formules goniornétriques sont
encore de rigueur pour les formes imaginaires et com-
plexes ; toute la démonstration n'est qu'apparence , donnant
des résultats, qui ne sont qu'apparence, de même que
les conséquences.
Analyse d'une seule formule :
/ . . . . „ sin x (ev + e~v) — IX"—1. cos x (ev e~y(
cosec(a?+i/-i.y) = 2--------- 2 cob a* + (e» + g-»)------
toute la signification réelle n'en est que :
cosec x = 2 ^^(l + ^-l^-l.cosxq-l) _
— cos 2a; + (1 -f-1)
2 sin x               2 sin a; __         2 sin a;        __ 1 __
22cos2a; + 2 ~ —cos2aj+l ~ —l+2sin2a; + l slnœ coseca;-
L'analyse des autres formules donne les mêmes résultats.
-ocr page 99-
90
Dr. O. Schlömilch, § 57.
Die cyclométrischen Functionen complexer variabelen.
Schi, a obtenu par des opérations très étendues des
formules très compliquées , qui ne sont tout au plus qu'i-
dentiques et ne renferment pour le reste la moindre rela-
tion nouvelle.
Il ne sera nécessaire d'analyser ces formules pour en
prouver l'identité.
Dr. O. SchlSmllch, § 55.
Die Logarithmen complexer Zahlen.
Dr. Lobatto , Lessen Hoogere Algebra. Logarithmen.
La preuve que l'opinion de Euler etc. est aussi celle
de ces auteurs, c'est qu'ils tachent d'affermir encore cette
opinion par leurs démonstrations.
Il ne sera nécessaire d'analyser ces démonstrations ni
l'application de leur Théorie.
Schl. conclut par analogie, que la règle indiquée par
Lz -f Lz' — Lzz' est aussi de rigueur pour les formes
complexes.
Soit z — ex ;
z\9 = 2(cos9>-|- \/ — l.sinP) = a -f \/ — \.b — ex + ^ -*•?.
Les exposants, les Log., sont X et X -)- \/i.9.
Y a-t-il analogie entre ces exposants de nature différente
dans la partie \/ — 1. 9 ?
La règle est générale mais non par analogie.
Lobatto finit sa théorie sur les Log., en disant :
»Il mérite d'être observé que de même que chaque
»ligne goniometrique appartient à une infinité d'arcs , de
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91
»même chaque nombre a une infinité de Log. dont il n'y
»a qu'un seul de réel , les autres étant tous imaginaires."
Traduction de cette thèse :
Il mérite d'être observé que de même que chaque ligne
goniometrique , appartient à une infinité d'arcs , qui n'ont
la moindre influence sur la valeur primitive de ces lignes,
appartenant à la direction directe ■ de même chaque nom-
bre soit absolu soit complexe a une infinité de Log., qui
tous ont absolument la même signification , la même va-
leur , — la conclusion en est, que l'infinité des Log, se
rapporte à l'infinité des formes, sous lesquelles le seul
et véritable Log. d'un nombre quelconque peut être ex-
primé.
La base de l'opinion de Lobatto est la même que celle
des autres auteurs.
Lobatto à l'exemple de Cauchy pour distinguer les Log
réels des imaginaires écrit L((a)) pour indiquer la totalité
des Log., tandis que L(a) ne marque que le seul Log. réel.
Dr. Lobatto. Lessen Hoogere Algebra, 2e druk, p. 299.
Analyse de quelques Formules.
éK"~ 1. (p — ! 1 __ ^2 -f-, -ï.— __ etc ) i
— 1            2          2.3.4. —           ' T
v            I r 2.3.         2.3.4.5.         elu I"
Cette formule est obtenue par la substitution de \/—1. <pr
La valeur de eW—^-9 est ~~ lf?> ; la valeur absolue du
second membre est égale a :
i/ ! (d - t + £ï. -etc-)2+0° - 5. + âik -etc-)21 (i •
Cette expression indiquant la valeur absolue , doit être
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92
égale à la valeur absolue de é^—^-9 = If9 ; ainsi la
valeur de l'expression est = 1.
Le Facteur de la direction est égal à:
ms               m5
»                 f ~ 23 "+" 2^15 etc- .                 8in ta A
tarc ta"g —£>—jf---------= tarc tan§ ^rÇ = tp-
1 Y "+" 2.3.4 — e*c-
Cette valeur s'accorde avec la direction de lfp. Le
numérateur et le dénominateur de la fraction sont égaux
à cos pet sin 9; ainsi la valeur absolue de (1) est l'unité,
puisque sin2 9 -f- cos2 9=1.
Le tout n'est qu'identique, et les opérations ne forment
qu'un cercle logique.
AS—i.ty — 1+v/"— 1-tang 9
1 — l^—i. tang 9'
1+ 1^-1.tangp _ . K-(l + tang*9)t9 . _ ^lp _ / «n1
1 - P- — 1. tang p
         V(l + tang2 9) f-p         A I '          v r; '
l|j?3-_(_ 9)j= 1|29 = el^-l.29.
La formule n'est qu'identique.
Prenant les Log. des deux membres Lobatto obtient:
L'exposant de e^~— *• P est proprement 0 + y/ — 1. P ,
s'accordant, comme il est prouvé dans la Théorie , avec
le Log. de 1|2P = Log. 1 -f- f 29, car :
1|2P = eop9 = éo + l^-l.2p - eV-\.<üp.
Arc (sin = x) = arc (tang = p^^)
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93
1/(1— %2) -f V — La -
V i (l-*2) + & ! f arcCtangp^-^^ltarcCtangp^^)
de sorte qu'on touche ici à une inconséquence,
arc (tong = j^pb»)) = F^î L°g- *tarc (ta"g = ^(1%)
car Z-l f arc (tang = ,7=^35) = il +1 arc (tang=p^jf^) =
o + t arc (tang = ^~^)
ainsi arc (tang =^{i__xi))=-ç^A I ° + farc tang =t^(1_a;2) |.
Pour expliquer cette inconséquence , qui n'est qu'appa-
rence avec la signification de \/—1 , il est à observer
que la formule peut être écrite :
V— 1 arc (tang = ç^~) = o + f arc (tang - p^_)
preuve de la valeur ou de la signification de \/—1 =
f — signe de direction.
Pour résumer cette analyse en peu de mots , la formule
n'est qu'identique et la division par j/—1 correspond à:
10 Florins = ƒ 10.
10 = J±°-
Florins'
Lies quantités pos. et nég. % détermination de la
signification et de la valeur.
Pour déterminer une chose la manière la plus sûre
pour y parvenir c'est de remonter à son origine.
Les nég. sont le résultat d'une soustraction ; quand on
a 8 — 5 , le reste est 3 ; ce reste est dans le vrai sens
du mot, il est effectif, il est positif. Quand on a au
contraire 5 — 8 , il est impossible qu'il y ait dé reste dans
-ocr page 103-
94
le sens précédent ; le résultat de cette soustraction c'est,
qu'il en reste encore 3 à soustraire ; 5-8=: — 3.
Le résultat — 3 indique dans ses deux éléments, la
signification de ce nombre ; la valeur absolue en est 3
unités, le signe (—) marque que ces 3 unités restent
encore à soustraire.
Les résultats 3 et — 3 proviennent de deux cas oppo-
sés; ces nombres eux-mêmes renferment dans leur signi-
fication cette valeur opposée.
8 5 1              13
_5 _8 ] = —13
3—3 =        07
La combinaison de ces deux cas montre la valeur des
résultats opposés 3 et — 3 = 0.
En donnant le nom de positif à 3 , le reste de 8 — 5 ;
il est conséquent de donner celui de négatif au résultat de
la seconde soustraction ; et (— 3) étant le reste con-
séquent de 5 — 8 , il est tout naturel de donner à 3, le
reste du cas opposé , le signe (-+-) pour indiquer le résul-
tat du cas contraire.
La combinaison de ces deux cas contraires prouve la
valeur opposée de ces deux nombres ; 3 et — 3 =
-j- 3 — 3 = 0; ces deux nombres ont par là la propriété
de s'anéantir, de se neutraliser réciproquement.
Ce qui précède renferme la signification et la valeur de
ces quantités.
Les opinions sur les quantités négatives sont loin d'être
d'accord parmi les mathématiciens.
Quant à la signification quelques uns les regardent com-
me vides de sens ; comme n'étant pas des grandeurs,
comme n'ayant d'existence réelle.
Quant à la valeur on les taxe comme moindres que Zéro;
-ocr page 104-
95
et bien qu'on soit persuadé de l'absurdité de l'idée de
moindre que le néant, on montre qu'on ne saurait se
passer de cette manière de regarder et de taxer ces
grandeurs.
Pour répondre à ces opinions , il sera propre de deman-
der d'abord ce que c'est que la réalité d'un nombre.
Un nombre est-ce quelque chose de réel , dans le sens
de matériel ? Certainement non.
On peut réaliser un nombre en prenant un nombre d'u-
nités concrètes , mais ces unités ne sont pas le nombre
elles ne servent qu'à le faire figurer.
Qu'est-ce donc que l'opinion, que les nombres négatifs
n'ont pas d'existence réelle ?
Ne peuvent-ils être figurés comme les nombres absolus?
Il est prouvé, que les nombres nég. rie diffèrent des
pos., qu'en ce qu'ils indiquent avec le nombre un sens opposé.
Ce sens opposé peut se réaliser d'une infinité de maniè-
res ; -+- 3 et — 3, dans l'exemple précédent, indique que
+ 3 marque 3 unités qui restent après la soustraction ;
(— 3) au contraire 3 unités, qui restent encore à soustraire.'
Quelle est la différence de réalité dans ces deux cas ,
par rapport au nombre?
Quand le nombre 3 indique une route de 3 lieues
— 3 indiquera de même une route de la même longueur •
le sens négatif joint à - 3 renferme un sens opposé par
rapport à 3 = + 3.
Ce sens opposé peut se trouver dans la direction ; soit
3 , une route à gauche , — 3 sera la même route à droite.
-f-3 et — 3 ne sont-ce pas des nombres réels, l'idée
jointe à ces nombres leur fait-elle perdre leur réalité de
nombres ?
grandeur dans les nombres se rapporte à la quantité
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96
des unités ; dans la réalisation qui précède , -{- 3 et — 3
ne sont ils par figurés dans les deux cas par 3 unités ;
pourquoi donc les nombres négatifs ne sont pas de grandeurs ?
Les nombres négatifs sont vides de sens ; les exemples ,
pris d'une infinité d'autres, sont-ils vides de sens ? Ce qui
est vide de sens, est de même vide de réalité. — En quoi
ces exemples sont illusoires : en quoi pèchent-ils contre la
raison et la conséquence ?
Surtout on en veut à ces nombres négatifs , quand ils
sont isolés.
L'origine a fait connaître , que ces nombres indiquent
dans leur signe négatif, qu'ils doivent être soustraits, que
ce sont des nombres , qui renferment dans leur signe un
sens d'opposé aux nombres, qui n'ont pas cette marque ;
que ce sens opposé leur donne la propriété d'anéantir,
de neutraliser un nombre absolu ou positif, qui renferme
le même nombre d'unités.
Quand on trouve le nombre isolé (— 3), a-t-il perdu
par son isolement son existence, sa réalité, ne conserve-
t-il pas toujours son nombre d'unités , sa grandeur, et la
propriété de neutraliser le même nombre d'unités positives.
Quelqu'un, qui par son isolement, ne peut montrer,
ne peut appliquer ses forces, peut-an dire d'une telle
personne, que ses forces n'ont pas de réalité, que les
forces d'un tel sont illusoires , vides de sens.
Quant à la valeur on les taxe comme moindres que Zéro.
Qu'est-ce que le néant ; qu'est-ce que moindre que le néant,
moindre que Zéro ?
Une inconséquence, une contradiction, une absurdité. —
On le reconnaît, et cependant on continue à les taxer
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97
comme tels ; on montre qu'on ne peut se passer de cette
base , et cette base doit être le fondement des nombres
algébriques , des nombres complexes dans les mathématiques.
Dérivation de cette opinion.
5 — 8 = 4—7 = 1—4 = 0 — 3; ainsi
5 — 8= —3 = 0 — 3.
Une absurdité ne peut, ne doit entrer dans les mathé-
matiques.
Explication. 5 — 8 = 0 — 3 = — 3 ne signifie pas
que les nég. sont moindres que Zéro , mais qu'une im-
possibilité dans la demande conduit à l'impossibilité de
l'exécuter ; (— 3) signifie simplement que 3 unités restent
encore à soustraire ; il n'y a point de reste dans le sens
propre ; le reste est, ce qui reste encore à faire ; le résul-
tat est une quantité , qui porte avec soi la position où
elle se trouve.
Autre dérivation de cette opinion.
3<5; 3 —5<5 —5; — 2 < 0.
Réponse. — ^ 0 est donc pris dans le sens de (■—2) — ^ 0,
mais ^0 est une absurdité; la valeur des nég. comme
moindres que Zéro est donc basée sur la comparaison de
quelque chose d'inconnu à une absurdité.
Les règles pour les inégalités sont justes, pour autant
que les inégalités se bornent aux possibilités.
Dans l'absurde, l'impossible les règles du conséquent,
du possible ne sont pas applicables.
3<5; 3 — 2 < 5 — 2 ; 1 < 3.
Les conséquences sont justes , pareeque les choses sont
possibles.
7
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98
3<5; 3 —5<5— 5; — 2<0.
L'impossible , l'absurde mène à l'absurde ; dans le pre-
mier membre la chose est impossible ; dans le second elle
est possible.
Il est contradictoire , absurde l'idée de y ^ entre l'im-
possible et le possible ; de même cette idée est telle entre
les résultats.
3<5, 3 —8<5 —8; — 5< — 3;
des deux cotés il y a de l'impossibilité ; l'impossible ne
peut être fait ; quelle signification peut être attachée au
signe ^, qui du vrai a passé machinalement dans l'ab-
surde , l'impossible ?
L'impossible n'a pu être fait ; cependant en faisant
ce qu'on a pu faire, on a obtenu un résultat.
3 — 8 = — 5, 5—8 = — 3 ; de l'un coté il reste
encore 5 à soustraire , de l'autre 3.
Ces nombres sont tous deux négatifs, homogènes , le
nombre d'unités marque la grandeur , ainsi — 5 y — 3.
3 <5; 3 — 4 <5 —4; — l< + 4.
Entre le possible et l'impossible il n'y a pas de rapport
de y ^ ; les résultats des deux cotés sont hétérogènes,
entre lesquels le rapport de y ^ est vide de sens.
Par la réalisation les idées précédentes sur les nombres
abstraits prouveront leur vérité dans le sens concret.
Les nombres 3, 5 etc. indiqueront des routes de la
longueur de ces nombres en lieues.
3 < 5 ; 3 — 2 < 5 — 2 ; 1 Lieue < 3 Lieues.
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99
3 < 5 3 — 5 < 5 — 5. — 2 Lieues < O Lieue ?
En parcourant la route de 3 L. on est parvenu à la
distance de ces lieues du point de départ, de f origine,
àe
O ; diminuer cette route , cette distance , c'est faire la
route opposée ; en faisant cette route inverse on passe le
point 0 et l'on parvient à la distance de 2 L. de 0 dans
une direction opposée ; en faisant la route (5 — 5) on est
revenu au point 0.
Quelle est la signification de — 2^0; le résultat a un
sens réel , quand on met — 2^0 savoir la distance néga-
tive , opposée , — 2 L. y 0 L.
La distance négative est-elle non-réelle ; n'est-ce pas
une grandeur ; cette grandeur est-elle vide de sens ?
3<5; 3 —8<5 —8; —5< —3.
En faisant la route de 3 — 8 on est arrivé à la distance
nèg. ( — 5 L) de 0 ; par la route de 5 — 8 on est arrivé
à ( — 3 L) de 0.
Ces distances sont-elles réelles ; ces distances étant homo-
gènes est-il juste l'inégalité des distances:
— 5 L. < — 3 L. ; ou bien — 5 L. > — 3 L. ?
3<5; 3 — 4<5— 4; _1<+1.
Par la route 3 — 4 on est parvenu à la distance nég.
— IL. de 0; par 5—-4 à la distance pos. +1 L. de 0.
L'inégalité des distances est-elle juste:
— 1 L. < + 1 L. ?
Les distances sont hétérogènes , elles ne peuvent être com-
parées dans leur sens complexe, et par conséquent dans
leur sens complexe il n'entre pas dans la comparaison
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100
l'idée de y ^ ; ces idées entre les grandeurs hétérogènes
prises en sens complexe de leurs grandeurs est vide de
sens.
On prétend que — 5 est ^ — 3 , puisque par la trans-
position des termes on a : —H 3 ^ —1_ 5.
La signification de (— 5) , (— 3) est trouvée par l'a-
nalyse de l'origine de ces grandeurs.
Ce sont des quantités , qui doivent être soustraites , ce
sont des quantités opposées , des négatives.
Soit — 5 < — 3 ; 8 — 5 sera > 8 — 3 ; 3 > 5.
(— 5), (— 3) étant des quantités homogènes , on a :
— 5 > — 3 , et 8 — 5 < 8 — 3 ; 3<5.
La transposition dans les équations et les inégalités est
le résultat de ce que les deux membres sont augmentés ou
diminués de quantités égales.
_3 = _3; —3 + 6 = —34-6; 4-3 = 4-3;
dans la supposition de —3^ — 5, on aura d'après la
règle dans les inégalités 8 = 8; 8 — 3^8 — 5; 5^3;
au contraire — 3 étant ^ — 5 , comme quantités homo-
gènes , on a: 8 — 3^8 — 5; 5 ]> 3.
Ainsi — 3 y — 5 , est en contradiction avec les règles
dans les équations et les inégalités.
Sur les Polynômes.
Dans les mathématiques les signes (±) indiquent non
seulement les opérations , mais servent encore à distinguer
les quantités pos, des nég.
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101
Tout polynôme peut être regardé comme la combinaison
de quantités absolues, unies par les signes des opérations.
Tout polynôme encore peut être regardé comme la com-
binaison de quantités complexes.
a-\-b — c ; a\0 + 6f0 -j- e]^.
Quand on trouve par le calcul la valeur des polynômes ;
la valeur sera exprimée d'après la manière, qu'on a re-
gardé et calculé les polynômes.
Quelle que soit la manière de les regarder et d'en cal-
culer les valeurs ; les résultats réduits l'un dans l'autre,
montreront, que ces résultats obtenus en regardant les
polynômes des deux manières , donnent cependant les
mêmes valeurs ou des valeurs qui s'accordent.
Cette vérité est le résultat de la connaissance de la
signification et de la valeur des quantités complexes et
de la connaissance des règles, que suivent les éléments
intégrants de ces quantités dans les diverses opérations.
Par rapport aux polynômes composés de quantités complexes,
pos. et nég. , en les regardant comme polynômes composés
de quantités absolues , unies par les signes (db), et en y
appliquant les diverses opérations , les résultats obtenus,
transformés ou traduits en quantités complexes donneront
le vrai résultat complexe.
Cette règle générale ne trouve, de restriction que dans
l'extraction des racines, pour avoir la valeur complète.
Ce qui précède, servira de base dans l'analyse de ce que
Duhamel dit sur les quantités négatives dans son Oeuvre :
des Méthodes dans les sciences de raisonnement, où il
critique les opinions de Euler , de d'Alembert, de Carnot,
de Leibnitz et d'autres.
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102
Duhamel, partie II, page 164 etc.
»§ Les quantités négatives isolées doivent être dites
plus petites que Zéro.''
»Euler, dans son Introduction à l'analyse infinitésimale,
a dit que les quantités nég. étaient moindres que Zéro,"
»D'Alembert, dans le premier volume de ses Opuscules
mathém.
, s'exprime ainsi a ce sujet :
»Qu'il me soit permis de remarquer combien est fausse
l'idée qu'on donne quelquefois des quantités nég., en disant
que ces quantités sont au dessous de Zéro. Indépendam-
ment de l'obscurité de cette idée envisagée métapbysique-
ment, ceux qui voudront la réfuter par le calcul pourront
se contenter de considérer cette proportion :
1 : — 1 = — 1 :1
proportion réelle , puisque le produit des extrêmes est égal
au produit des moyens , et que d'ailleurs ZZ- — — 1 et
J_ _ __a »
— 1
»Cependant si on regardait les quantités nég. comme
au dessous de Zéro, 1 serait y —-1, et — 1 <( 1 ; ainsi il
ne pourrait y avoir proportion."
»Il est vrai que Leibnitz prétend que (— 1) n'est pas
moyen proportionnel entre 1 et 1 , non plus que — 2
entre 1 et 4 , quoiqu'il avoue que — 2x — 2=1x4;
parceque les quantités nég. , dit-il, entrent dans le calcul
sans entrer dans les rapports , et que des fractions ne sont
pas la même chose que des rapports."
»J'avoue que je ne sens pas la force ni la vérité de cette
raison : elle tendrait à renverser toutes les notions algé-
briques par des limitations inutiles et forcées ; et elle ne
serait juste d'ailleurs qu'en supposant que les quantités
nég. sont au dessous de Zéro , ce qui n'est pas."
La raison de L. sera : les quantités nég. entrent dans
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103
le calcul, dans le sens de quantités opposées ; elles n'en
trent pas dans les rapports
; puisque L. n'aura pas distin-
gué les deux éléments des quantités nég., et par là il ne
lui a pas été clair, comment on pourrait déterminer le
rapport complexe de ces quantités complexes.
Des fractions ne sont pas la même chose que les rap-
ports ;
L. a dit vrai par rapport aux quantités nég. et pos. ;
les fractions dans le sens primitif marquent les parties
. q
d'un tout ; dans ce sens -—, n'est pas une fraction , car le
numérateur et le dénominateur ne sont pas homogènes ;
le tout serait divisé en quatre parties à valeur nég. ; on
ne peut avoir 3 parties pos. comme fraction de 4 parties nég'
I q
Cependant -£—. marque un rapport, savoir les deux
quantités prises absolument ont le rapport de j, mais
puisque ces quantités sont complexes, le rapport de leur
condition, de leur situation, de leur direction est celui
d'opposé — nég. : ainsi le rapport complexe de ±— est = — j'
Par conséquent la conclusion de d'Alembert n'est pas
juste que les nég. devraient être au dessous de Zéro, pour
pouvoir faire la remarque de L.
Duhamel : » Carnot approuve la réfutation de d'Al.,
et s'exprime en ces termes au commencement de sa Géomé-
trie de position."
»Les notions qu'on a données jusqu'ici des quantités
nég. isolées, se réduisent à deux : celle dont nous venons
de parler, savoir que ce sont des quantités moindres que Zro ;
et celle qui consiste à dire que les quantités nég. sont de même
nature que les pos. , mais prises dans un sens contraire."
»D'Al. détruit l'une et l'autre de ces notions. Il repousse
d'abord la première par un argument qui me paraît sans
réplique."
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104
»Soit, dit-il , cette proportion :
1 : —1 = _1 ; 1."
»Si la notion combattue était exacte , c. à. d. si — 1
était plus petit que Zéro , à plus forte raison serait-il
moindre que 1 ; donc le second terme de cette proportion
serait moindre que le premier ; donc le quatrième devrait
être moindre que le troisième , c. a. d. que 1 devrait être
moindre que — 1 ; donc — 1 serait tout ensemble moindre
et plus grand que 1 , ce qui est contradictoire."
Dans le passage de Carnot se trouve : »Les nég. sont
les mêmes que les pos. mais prises dans un sens contraire.
D'Al. détruit l'une et l'autre de ces notions."
L'auteur regrette de ne pas trouver dans Duhamel la
réfutation de cette notion par d'Alembert, et de n'avoir été
dans l'occasion de l'avoir ; ainsi il n'a pu y répondre.
Duhamel : »Ces diverses opinions sont aussi peu fon-
dées les unes que les autres.
»Et d'abord , quand on nie que les quantités nég. sont
moindres que Zéro, il faudrait demander à ceux, qui
l'affirment, ce qu'ils entendent par là , autrement on ne
saurait pas ce que l'on nie. Et si on l'avait fait, on aurait
fini par s'entendre , car il n'est jamais venu à l'esprit de
personne de prétendre qu'il y ait quelque chose de plus
petit que rien."
»Quant à la prétendue démonstration de d'Al. approu-
vée par C., il est bien étrange que ces deux illustres
géomètres n'en aient pas aperçu le défaut."
»Que signifie cette proportion 1 : —1 = —1:1?
D'où vient-elle? Comment l'entend-on? Est-elle résultat ou
donnée? Si l'on entend qu'on fasse les divisions d'après
les règles des signes dans le cas des polynômes , on dira
en effet que le rapport -z^j est — 1 , comme le second
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105
~~'■, et on pourra appeler leur égalité une proportion.
Mais on n'attachera réellement aucun sens à ces opérations
•et les remarques faites dans le cas des véritables propor-
tions n'auront aucune raison de s'appliquer ici : et Ton ne
pourrait dire que si le premier terme d'un rapport est
plus grand que le second , il en doit être de même dans
l'autre."
»Quelle définition donnera-t-on de plus grand ou plus
petit, relativement à des choses qui ne sont pas des gran-
deurs ?"
»Ces observations suffisent pour montrer le vide de ces
simulacres de raisonnements , qui se font sur des choses
non définies , sans existence réelle et où l'on se sert de
propositions établies sur des grandeurs véritables."
Il est bien hasardé de se prononcer sur ces auteurs ;
d'Al. n'a pas dit directement ce qu'il entend par des quan-
tités nég. , il dit simplement qu'il est absurde en tout sens
de les regarder comme moindres que Zéro ; Carnot dit que
d'Al. détruit encore la notion que les nég. sont les mêmes
que les pos. mais dans un sens contraire.
Duh. ne sait pas par conséquent quelle est l'idée de
d'Al. ; il s'étonne de ce qu'on parle de ces choses sans les
définir, tandis que sa propre idée n'est autre que de dire :
.des choses qui ne sont pas des grandeurs etc. , sans qu'il
fournisse la raison pour cette opinion.
Toujours Duhamel juge d'après son idée sur les polynô-
mes et les quantités nég. isolées ; 'il oublie que les sig-
nes ± dans les polynômes n'indiquent pas absolument des
opérations ; et à l'égard des quantités nég. isolées, que quand
elles se présentent isolées on en connaît cependant la sig-
nification , la valeur par leur origine et le sens qui en dérive.
Quand ces quantités isolées désignent des quantités con-
crètes , on en sait d'abord la valeur absolue, réelle, il
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106
ne manque que le sens relatif, qui n'influence pas la
•valeur réelle.
Les conséquences de ces idées se montrent dans les
conclusions , que Duhamel tire des opérations sur les poly-
nômes . dont il sera parlé après ; les conséquences se
manifestent ici par rapport aux proportions.
On se demande , sur quel fondement Duh, se prononce
sur les proportions de la manière suivante :
»Et l'on ne pourrait dire que si le premier terme d'un
rapport est plus grand que le second , il en doit être de
même dans l'autre."
Les rapports dans une proportion peuvent être très
différents , d'après les quantités ou les grandeurs qui entrent
dans la proportion , comme il est déjà prouvé plus haut
à l'égard des rapports complexes des quantités complexes ;
mais toujours il est vrai que si le premier terme d'un
rapport est plus grand que le second , il en doit être de
même dans l'autre.
D'Al. a eu raison de parler de plus grand et de plus
petit, puisqu'il regardait les nég. isolées comme des gran-
deurs ; il s'est trompé en ne pas observant que les pos. et
les nég., quantités en sens complexe , sont hétérogènes ;
dans ce sens le rapport de y ^ est vide de sens.
Duhamel oublie que dans certains cas les proportions
peuvent être véritables et justes sans qu'il y ait question
de plus grand et de plus petit.
Duhamel fait quelques questions sur la proportion de
d'Alembert et de Carnot.
»Que signifie cette proportion?" La proportion renferme
des quantités complexes abstraites ; d'Al. a montré par le
produit des extrêmes et par l'égalité des raisons ou des
rapports que la proportion répondait aux propriétés des
proportions ; — elle est exacte non seulement en sens
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107
abstrait, mais encore on peut la traduire en sens concret.
La proportion signifie proprement :
lfO : lfTT = lf*r : lfO.
Le produit des extremes 1|0 . 1^0 = l^O est égal à
celui des moyens Ifw . ljv = 1|2tt = 1|0.
L'identité des rapports se démontre encore de la manière
suivante, par les propriétés des proportions :
lfO : lfsr = 1|ît : ljO
en multipliant les termes du second rapport avec le même
facteur \\w, on obtient:
ljO : 1|tt = ipvr : \\x = lfO : lfzr.
La proportion est juste et la signification en est expliquée
en sens abstrait.
»D'où vient-elle ?" On pourrait répondre en disant sim-
plement : pourquoi cette démande ? — Cependant on peut
donner des réponses directes.
Deux personnes ont fait la route d'une lieue l'une à
droite, l'autre à gauche, on demande les nombres, qui
marqueront le rapport de ces routes à direction opposée.
Lieues.
+ 1 : — 1 =-+-1 : — 1 == —1 : + 1
comme il est prouvé ci-devant.
Le rapport des longueurs absolues des routes est 1 ; le
rapport des autres facteurs, le rapport des directions est
une demi-rotation = \ir = \ 180.
»Est-elle résultat on donnée ?" Comme on veut, cequi
suit immédiatement de ce qui précède.
Ces réponses renferment en même temps la réponse aux
mots qui suivent : »mais on n'attachera réellement aucun
sens etc."
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108
Réponse à la conclusion de Duhamel : »Ces observations
suffiront etc."
L'auteur s'étonne d'entendre quelqu'un se prononcer de
la sorte dans un livre , dont le but principal est de mar-
quer les défauts et de garantir contre des opinions non
basées sur des vérités solides.
Duhamel prétend que ses observations suffiront pour
montrer le vide de ces simulacres de raisonnements.
Il est vrai que les auteurs n'ont pas défini précisément
les choses qu'ils traitent ; ne pas définir précisément une
chose est un vide, un défaut, pour se faire entendre de
ceux , qui ne connaissent ces choses ; mais ne pas définir
une chose n'est pas toujours ne pas la connaître , et encore,
même dans le cas que les auteurs n'ont su les définir pré-
cisément , il n'en suit pas directement, que ces choses
non définies sont sans existence réelle , que ces grandeurs
ne sont pas de véritables , et que par là les propositions
établies , appliquées à ces grandeurs ne sont justes.
La seule remarque juste serait, qu'il est hasardé de
compter définitivement sur les résultats obtenus sans con-
naître parfaitement les quantités, les grandeurs qu'on
soumet à des réductions, à des opérations ; remarque à
faire sur toutes les opérations faites sur les grandeurs
imaginaires en particulier, sur les complexes en général.
Duhamel, II, page 466 etc. Dans ces §§ il traite les
Inégalités. Bien des lois Duhamel s'est prononcé sur les
quantités nég. comme vides de sens , comme des grandeurs
qui ne sont pas des grandeurs , qui n'ont pas d'existence
réelle; dans ces §§ il va »montrer comment, contrairement
à l'opinion de d'Alembert et de Carnot il peut y avoir
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109
lieu de considérer les quantités nég. comme plus petites
que Zéro" — et encore »qu'on doit regarder comme la
moindre de deux quantités nég. celle qui a la valeur ab-
solue la plus grande."
Duhamel : »Il est nécessaire pour cela de rappeler les
premiers principes du calcul des inégalités, qui sont si
simples , que nous n'avons pas cru devoir nous en occuper
spécialement."
Après avoir dit ce qu'on doit faire pour tirer d'une iné-
galité la limite de l'inconnue , il continue :
»Mais si les nombres connus sont représentés par des
lettres dont les valeurs puissent être prises arbitrairement,
on sera exposé à trouver des soustractions impossibles,
quand on particularisera ces valeurs; et l'un des membres,
ou même tous les deux pourront se présenter sous la
forme de quantités nég."
»Si par ex. en partant de l'inégalité :
1) a + à ^ c + d , on tire 2) a c ^ d b , et que
dans un cas particulier on ait d = b , et par suite a ^ c ;
(1) et (2) se réduiront à 3) a — c^O; et, comme a — c
est nég., l'inégalité (3) exprime qu'une quantité nég. est
plus petite que Zéro."
Dans ce qui suit, Duh. dit encore que» a — c ^ 0 n'est
qu'une manière d'écrire a(c, qui n'aura aucun inconvé-
nient ; qu'il faut se résigner à accepter cette forme de
l'inégalité ou ne pas faire le calcul général ; mais que ce
serait se priver de l'avantage des solutions générales et
sans aucun intérêt puisque la forme bizarre du résultat
est interprété d'avance et pourra être changé sans difficulté."
»Et si l'on avait retranché des deux membres une
quantités supérieure au plus grand membre, les deux
membres se trouveraient nég. et celui qui aurait la plus
grande valeur absolue serait indiqué comme le plus petit."
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110
»Et tout cela serait d'accord avec les propositions qui
ont lieu dans le cas des nombres absolus."
»Par ex. , si on ajoute une quantité absolue plus petite
qu'une seconde , la somme est moindre que si on ajoutait
la seconde ; or il en sera de même pour l'addition de quan-
tités nég., telle qu'on l'entend, pourvu qu'on regarde
comme la moindre de deux quantités nég. celle qui
a la valeur absolue la plus grande."
»Au reste , les inégalités dont les deux membres sont
nég., prendront une forme réelle en faisant passer respec-
tivement les termes d'un membre dans l'autre. — Ainsi
l'inégalité —5 <^—3 deviendra 3<^5; —2 <( 0 deviendra
0<2."
Réponse. La question après tout ce qui précède c'est :
s'il est vrai qu'on ne peut se passer dans les mathémati-
ques de principes , qui ont pour résultats des formes bizarres ;
de principes basés sur des absurdités : — 2^0, — 5 ^ — 3;
qu'on doit se résigner d'accepter ces principes ou ne pas
faire le calcul général.
L'auteur, après avoir déjà parlé bien amplement sur les
inégalités , le juge cependant à propos d'y revenir encore,
pour essayer de trouver le fond de ces obscurités , de ces
contradictions , et de chercher ainsi le moyen de les expliquer.
Les équations peuvent se diviser en deux espèces : les
équations d'égalité et les équations d'inégalité ou de limite.
Les deux membres des équations d'égalité ont la même
valeur exprimée en formes différentes.
Dans les équations d'inégalité ou de limite un des mem-
^
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111
bres renferme un limite exprimé par une quantité précé-
dée d'un des signes y ^.
Ces signes y ^ ainsi que les signes + et d'autres,
doivent être regardés comme éléments intégrants des quan-
tités auxquelles ils sont joints ; par conséquent ces signes
ne doivent être séparés de ces quantités avec lesquelles
ils forment une autre espèce de quantités complexes appe-
lées limites.
En observant cette idée les équations d'inégalité ne four-
niront point d'obscurités ; les résultats ne seront pas des
formes bizarres et encore il sera prouvé que pour généra-
liser le calcul on n'est pas obligé d'accepter des contradictions.
Pour revenir à l'exemple de Duhamel, o ■)■ J(cfd;
cette inégalité formera l'équation de limite :
a + b = <(c -f d),
signifiant : (a + b) est égal à un nombre plus petit que (c -\. d).
Soustrayant des deux membres b -f- C, on a :
a+ b-(b + c) = <(c + d) —(ô-f-c),
ce qui donne après quelque réduction :
ac — ((d)b, soit d = b,
on aura : a — c = — (^O)et non a — c ^ 0.
Explication. Ayant d = b, ((d) sera moindre que b,
ainsi le résultat de ((d) b sera négatif et puisque
((d) est' moindre que b le reste ne sera pas Zéro mais
plus grand que Zéro.
L'équation bien comprise ne renferme donc ni contradic-
tion , ni absurdité ; car il est tout conséquent que a c,
a
étant ^ C, donne pour résultat une quantité nég. non
égale à Zéro ; et ainsi l'équation de limite est juste , car
y 0 , le limite , indique une quantité nég. ( y 0 ).
Quand on a : a ^ c , ce qui implique l'équation a =z ( ( C ),
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112
et quand on diminue les deux membres de b plus grand-
que a et c , on aura pour résultat: a b := ( ^ c) — b ,
le premier membre donnera un nombre négatif, mais ,
comme c est plus grand que a , le résultat du second
membre , de même un nombre nég. , sera cependant moindre-
que celui du premier.
Ainsi a b = ((c) b, donnera pour résultat
_(&_«) = _>(6_c).
Ce qui signifie le nombre nég. — (b a) est plus grand
que le nombre nég. résultat de (b — c).
Quand on a: 3^5; 3 = (^5), et qu'on diminue des
deux cotés de 5 , ou aura :
3 — 5 = ( ( 5) — 5; mais comme ( ^ 5) est moindre
que 5, le résultat ne sera pas Zéro , mais
_(5 — 3) = — > 0 , on — 2 = — (> 0)
ainsi — 2 est une quantité nég. dont le limite est une
autre quantité nég. plus grande que Zéro.
Encore 3^5; 3 = (<^5), en soustrayant des deux
cotés 8 , on aura :
3 — 8 = (<5)-8;
_(8_3) = —>(8 —5), ~5 = — >3,
la quantité nég. — 5 a pour limite la quantilé nég. — ^3.
De ces exemples il suit qu'on n'est pas forcé d'accepter la
contradiction , que dans des quantités homogènes il y en
aurait, qui seraient plus petites à mesure que le nombre
des unités était plus grand.
-ocr page 122-
113
Sur la transposition : — 5 ^ — 3; 3^5.
Dans ces transpositions Duhamel trouve la preuve de la
vérité de — 5 ^ — 3. — La grandeur des quantités se mé-
sure par le nombre d'unités qu'elles renferment ; l'idée de
plus grand et de plus petit ne se rapporte qu'aux quan-
tités ou grandeurs homogènes : entre des quantités hété-
rogènes il n'est question de plus grand ni de plus petit.
— 5 et — 3 sont des quantités homogènes, dont la
grandeur se mesure d'après le nombre d'unités , ainsi
— 5> —3.
Les nég, par rapport aux pos. sont de valeur opposée ;
quand on ajoute des deux cotés la quantité pos. 8, on a
8 — 5 = 3; 8 — 3 = 5; le résultat est 3 ^ 5 ; la raison
en est que dans le premier cas la quantité pos. unie à
la nég. est diminuée de 5 unités, dans le second de 3
unités.
Ainsi — 5 > — 3 et 8 = 8 donne 3 < 5.
Encore 3^5; 3 = (^_5); diminuant des deux cotés
de 8 , on a : 3 — 8 = « 5) — 8 ; — 5 = — > (8 — 5) =
— ^ 3 ; — ^3=r^ — 3 étant le limite de — 5 , marque
que — 5 a pour limite une quantité négative plus grande
que 3; —5 = — > 3 ; — 5 > — 3.
Quant à la transposition dans les équations il n'est pas
nécessaire que dans la transposition les signes se changent ;
quand on a : a = b , on obtient par la transposition
b = a ; de même dans les équations d'inégalités on peut
transposer les membres sans changement de signes , pourvu
que les quantités complexes limites conservent les éléments
dont elles sont composées.
Ainsi dans : — 5 )> — 3; — 5— y — 3, on a:
8
-ocr page 123-
114
y — 3 = — 5 ; de même on peut changer les signes sans
que la transposition soit exigée ^ 3 ;= 5 ou cequi en
résulté 3 = ^5.
En confrontant cequi vient d'être dit sur les équations
des deux espèces, avec les opinions, les principes cités
de Duhamel, on devra reconnaître que toutes les choses
qui se rapportent aux inégalités, s'expliquent d'une manière
toute naturelle , que les règles sur les équations d'égalité,
s'appliquent de même sur celles des inégalités, des limites,
sans qu'on ait besoin d'accepter des contradictions — 5 ^ — 3,
ni des absurdités — 2 <^ 0.
Le point essentiel dans les inégalités , c'est de regarder
les limites comme des complexes et de leur conserver
durant les opérations et les réductions le signe y ou ^,
l'indice de la relation où elles se trouvent.
Duhamel termine ses raisonnements sur les inégalités en
parlant encore de la multiplication et de la division ; en
transcrivant ses paroles , on verra que cequi précède, ren-
ferme le jugement sur ses opinions.
»Ceque nous venons de dire s'applique à toutes les
transpositions de termes et généralement aux additions ou
soustractions des membres dea inégalités. Si on effectue
ces opérations suivant les règles ordinaires et sans s'in-
quiéter des signes des nombres, les résultats seront
toujours exacts et réductibles à une forme intelligible
par elle-même."
Rémarque. — Une quantité nég. prise négativement
donne une quantité pos. ; de même il en est quand on
prend une contradiction dans un sens contraire, opposé.
— 5 <( — 3 renferme une vérité opposée, négative,
4-3^+5 »
          » » positive.
Comme il est prouvé auparavant la dernière inégalité
est obtenue en additionnant des deux cotés le nombre -{- 8.
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415
Le résultat logique serait -f 3 y -|- 5 ; cette inégalité prise
en sens opposé , nég. donne -}- 3 ^ -f- 5 ; c'est là le résul-
tat de l'analyse du dernier passage de Duhamel.
Duhamel dit, que dans la multiplication et la division
des inégalités, on doit avoir soin de s'assurer si les multi-
plicateurs ou diviseurs sont des nombres pos. — Car étant
nég. p. ex. (— a) , »si on commence par multiplier ou
diviser les deux membres par (a) on aura une inégalité
vraie, mais si on change ensuite les signes des deux
membres, il faut renverser le sens de l'inégalité; car le
changement de signe de tous les termes revient à un
changement de membre"
— (Au changement des deux mem-,
bres , par conséquent etc.)
»Nous n'en dirons pas davantage sur ce sujet : les cas
que nous omettons s'expliqueront toujours sans difficulté
par les mêmes considérations."
»Et la conclusion de cette discussion est que si l'on veut
avoir des procédés généraux pour le calcul des inégalités,
on est forcé de dire que les quantités nég. sont traitées
comme plus petites que Zéro , et xllautant moindres qu'elles
ont plus de valeur absolue ; et que les expressions de plus
petit et plus grand seront appliquées d'après les mêmes
principes que pour les quantités absolues."
»En procédant ainsi on n'est exposé à aucune erreur ,
à aucune difficulté, et on a l'avantage de la généralité.
Mais si l'on rejette les formes d'inégalités qui expriment
qu'une quantité nég. est plus petite que Zéro, on s'in-
terdit tout calcul sur des inégalités dont les termes sont
littéraux et l'on ne concevrait pas qu'après avoir admis
les quantités nég. pour généraliser le calcul des équations,
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416
on s'y refusât dans le cas des inégalités, lorsqu'il est bien
entendu qu'on ne veut pas dire qu'il existe quelque chose
de plus petit que rien , et que l'inégalité qui le dit n'est
qu'une forme sans danger qu'on peut changer dès qu'on
y aura quelque intérêt."
En lisant cette conclusion on a peine à se persuader
qu'on étudie un traité des mathématiques ; on croit plutôt
se trouver sur un tout autre terrain ; on se croit en pré-
sence de quelqu'un qui vous prescrit les règles à suivre
dans vos actions ; qui vous dit comment vous devez regar-
der les choses et les taxer ; — mais qui en même temps
vous commande de ne pas demander le pourquoi de ceque
vous ferez ; qui vous interdit de vous opposer ou d'avoir
d'autres idées sur les choses , quoique la manière prescrite
soit en opposition avec la raison et répugne au bon sens ; —
ce quelqu'un vous prévient en vous adressant des paroles
consolantes, sachant qu'il vous en coûtera d'accepter ces
idées et ces règles comme vraies ; il vous dit : suivez mes
conseils et mon instruction et tout ira bien, vous ne
rencontrerez de difficultés ; — si au contraire vous n'ac-
ceptez pas, vous serez rejeté.
Sur les opérations avec les nombres pos. et les nég.
Le complément sur les pos. et les nég. demande de traiter
encore spécialement les opérations appliquées à ces nombres.
Le sens complexe de ces nombres fait, que les opérations
qui se rapportent aux deux éléments, sont plus compli-
quées et que les résultats obtenus d'après les règles démon-
trées , demandent encore une explication spéciale.
L'application des opérations à ces quantités complexes
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117
a changé à certains égards la signification de ces opérations
comparée à celle des quantités absolues.
Cequi suit trouvera sa base dans le sens attaché aux
quantités nég. ; — il sera permis d'oser prétendre que la
signification et la valeur trouvée par l'analyse n'est pas
une opinion donnée d'une manière arbitraire ; il est prouvé
que ce sens non fondé sur quelque absurdité ou quelque
contradiction , n'a pas rencontré jusqu'ici des difficultés ,
des obscurités , qui ne s'expliquaient d'une manière con-
séquente et raisonnable et servaient en même tems à prou-
ver la valeur de l'idée attachée à ces nombres soit dans
leur signification soit dans leur valeur.
Les nombres pos. isolés ne sont que des nombres abso-
lus; les nég. isolées marquent leur origine dans le signe,
dont ils sont accompagnés ; ce sont des nombres qui res-
tent à soustraire
, le nom de nég. leur est donné pour les
distinguer des' pos. ; il est indiqué que cette dénomination
n'est pas tout à fait sans raison , n'est pas inconséquente.
De cette origine on a dérivé la signification d'opposée,
conséquence tirée de l'influence de ces nombres dans leur
combinaison avec les pos.
Les pos. et les nég. ne diffèrent en rien par rapport à
la réalité des unités qu'ils renferment.
Le facteur de pos. et de nég. indiqué par les signes
± ou de quelque autre manière, n'a la moindre influence
sur la réalité de ces nombres ou grandeurs ; ces facteurs
se rapportent uniquement aux relations, aux conditions ,
aux positions , aux directions etc. où ils se trouvent.
De même que dans les opérations les nombres changent
d'après les réductions auxquelles ils sont assujetes, de
même les autres facteurs varient suivant les changements
qui résultent des diverses opérations.
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118
IJ addition. — Dans cette opération les quantités com-
plexes peuvent être homogènes ou hétérogènes par rapport
à leur facteur de relation , de direction.
(+8) + (+5) = +13; (_8) + (-5) = -13.
Le sens de ces exemples est clair.
(+8),+ (-5) =.+ 3; (—8) + (+5) =-3.
Le sens d'opposé dans les pos. et nég. explique les résultats.
La soustraction. Cette opération renferme par rapport
aux complexes différents cas :
1.     Les nombres sont homogènes et la soustraction
possible dans le sens direct :
(+8) —(+5) = +3; (-8)-(-5) = -3;
les exemples n'ont besoin d'explication.
2.     Les nombres sont homogènes ; le nombre qui doit
être soustrait plus grand que l'autre.
(+5) -(+8) = -3; (_5)-(-8) = -(-3) = + 3.
Le premier exemple est déjà expliqué auparavant ; le
second donne d'abord (■— 5) — (— 8) = — (— 3) ; le
signe (—) qui précède (— 3) indique que le reste ou le
résultat doit être pris négativement c. à d. en sens op-
posé . ainsi — (— 3) = + 3.
Pour ajouter encore à la démonstration logique, basée
sur le sens des nég. et la signification des signes en sens
complexe, on peut trouver la valeur de — (— 3) de la
manière suivante.
Les quantités opposées (+3), (—'3) s'anéantissent, se
neutralisent; (+3) -f- (—3) = 0 = Zéro.
En soustrayant des deux cotés (— 3), on a :
+ a = o ~(~3) = -(-3).
Il serait absurde de vouloir regarder le résultat de la
dernière soustraction comme une preuve que -+- 3 était
encore moindre que Zéro.
-ocr page 128-
119
3. Les nombres sont hétérogènes ;
(+ 8) -, (_ 3) = + 11 ; (- 8) - (+ 3) = - U.
Quand on voudrait dire d'abord dans le premier exemple
— (— 3) = H- 3 , ainsi +8 + 3 = + 11 , on ferait l'ob-
jection que dans ces deux exemples les signes (—) entre
les deux quantités complexes n'indiquent pas des conditions
mais des opérations.
Dans les deux exemples les quantités sont hétérogènes ,
donc on ne peut soustraire les unes des autres ; le mot reste
dans le sens primitif est vide de sens dans ces exemples.
Dans le sens primitif le mot reste implique encore l'idée
de plus grand et de plus petit ; cette idée n'entre non
plus dans les soustractions de cette espèce.
Quelle est donc l'idée qu'on peut attacher à ces opéra-
tions ?
Le rapport qui existe entre les pos. et les nég. fait
qu'on peut y attacher une idée de comparaison , pour trou-
ver combien ces quantités diffèrent les unes des autres ;
combien on doit ajouter à l'une pour avoir l'autre.
Les pos. et les nég. ont un origine commun , la gran-
deur de ces quantités marque leur distance de l'origine ,
les unes en direction pos. , les autres en nég. ; en con-
frontant ces deux grandeurs on trouve non seulement
combien elles diffèrent par rapport à ces distances prises
absolument, mais encore combien elles diffèrent les unes
des autres, dans le sens : quelle est leur distance récipro-
que ; combien on doit ajouter à l'une pour avoir l'autre.
(+8) — (—3) = +11. Signifie que l'on doit ajou-
ter à (— 3) la distance pos. (-f- 11) pour avoir (-|- 8);
(—8) — (+3) = —11 ; signifie que l'on doit ajouter
à + 3 la distance nég. (— 11) pour parvenir à (— 8).
Ces différents cas prouvés et expliqués en sens abstrait <
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120
seront encore pris en sens concret pour montrer que la
réalité concrète est d'accord avec la réalité abstraite.
La multiplication. Dans la Théorie la multiplication des
nombres complexes a été traitée en général ; celle des pos.
et des nég. trouvera son explication , sa démonstration dans
la signification de ces nombres et de ces signes.
1.     (+4) (-(-3) = +12. Signification: prenez la
quantité pos. (+4) trois fois, prenez la positivement
c. a d. ne changez rien à sa relation, à sa direction pos.
2.     (— 4) (4- 3) = —12. Signifie : prenez la quantité
nég. (—4) trois fois etc. Ainsi —12.
3.     (-(-4) (—3) = —12. Signifie: le facteur 3 dans
le multiplicateur a le même sens ; le facteur (—) = — 1
indique qu'on doit prendre (+4). 3 = -f- 12 dans un sens
opposé — (-f- 12) = — 12.
4.     (_ 4) (—3) = + 12. Signifie : (— 4). 3 = — 12 ;
le facteur (— 1) du multiplicateur indique que le dernier
produit doit encore être pris en sens opposé — (—12) = +12.
lia division. Explication des différents cas :
Les résultats des différents cas de la division pourraient
être dérivés de la multiplication, l'explication, la démonstra-
tion directe prouve la validité de ces résultats.
12
1.
+ 3. Sign. Divisez les quantités pos. (+12)
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121
en 4 parties égales (-(-3) prenez les positivement c. a. d^
ne changez rien à leur relation , à leur direction.
3. —- = — 3. Sign. La même de (1).
3. ±1! - — 3. sign. +12 = + 3. Le facteur —1
dans le diviseur indique, qu'on doit changer encore le
quotient obtenu en sens opposé — (+ 3) = — 3.
4L. -—r- = -+-3. Sign. Les cas précédents renferment
l'explication de (4) ; =1- = — 3 ; — (— 3) = + 3.
En confrontant l'explication dans la Théorie à l'égard
de la multiplication et de la division avec celle qu'on trouve
ici, on pourrait croire de remarquer une certaine diffé-
rence de principes.
Dans la Théorie se trouve pour règle de la multiplica-
tion prenez le produit des facteurs comme absolus et donnez
à ce produit pour facteur de direction la somme des direc-
tions — Pour règle de la division prenez le quotient des
facteurs comme absolus, et donnez à ce quotient pour
facteur de direction , la différence des directions du divi-
dende et du diviseur.
La différence n'est qu'apparence dans le cas particulier
des pos. et des nég. , puisque l'expression prendre une
quantité en sens opposé équivaut à ajouter à sa direction
la direction de (k) on (180°) et à la diminuer de cette
direction — (+ 3) = (+ 3) |t = 3fr — — 3 ; — (— 3) =
(_ 3) fff — (3fff) fff = 3p7T - + 3.
De même il en est avec la division.
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122
Lie sens concret dans les opérations appliquées
aux quantités pos. et aux nég.
Les quantités complexes abstraites se trouvant isolées
ont toujours un sens déterminé , elles se rapportent aux
positives qui dans un sens abstrait ne sont que les absolues.
Les concrètes se trouvant isolées n'ont un sens déter-
miné que par rapport à leur grandeur, leur réalité absolue ;
se trouvant isolées sans rapport à la concrète positive on
ne sait leur relation , leur condition , leur direction.
Les exemples seront rares , s'il y en a , que les quan-
tités se présentent sans que la relation aux positives soit
connue ou indiquée.
Une quantité relative sans relation est une contradic-
tion. — Le manque de la relation n'influe cependant point
sur la valeur réelle de la quantité ou de la grandeur.
L'addition. (±8) -f (±3) = ± 11.
Quelles que soient les grandeurs représentées par ces quan-
tités , la somme indiquera le nombres d'unités homogènes
aux unités additionnées.
!)• (+ 8) + (- 8) = (+ 6) ; 2). (- 8) + (+ 8)-= (-5).
1)2). Soit que les quantités indiquent des routes ; les
sommes marqueront les distances du point de départ avec
la direction.
Soit que les quantités se rapportent à la possession de
quelqu'un ; la possession prise comme la base , comme po-
sitive ; les sommes marquent l'état de la possession.
La soustraction. (± 8) — 3) = ± 5).
Cet exemple n'aura besoin d'explication.
(± 5) — (± 8) = — 3) = =F 3.
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123
Quelqu'un a fait la route de 5 Lieues dans la direction
du nord (-f- 5) il diminue la distance où il est parvenu
de la route de (+8), il parviendra à la distance de 3 Lieues
du point de départ dans la direction du sud (— 3).
Quelqu'un possède f (— 5) ; la possession étant pos.,
ƒ (— 5) signifiera sa dette ; on doit diminuer sa possession
de ƒ(—8); le résultat sera qu'il en reste encore ƒ (—-3)
à soustraire.
En sens concret la chose n'est pas impossible ; il demande
à un autre /3 et signe la dette de /3; sa possession sera
ƒ(+ 3) + ƒ(— 3) = 0, puis on lui prend les /(—3)
à soustraire, le résultat sera qu'il lui reste /(■{■ 3).
(+8)-(-3)= + H; (_8)_(+3) = -ll.
Prenant le premier exemple dans le sens de l'exemple
précédent, le résultat est expliqué.
Le second exemple s'explique de même quand on prend
(—8) ~ une dette de ƒ 8 = f(—8); prendre à quel-
qu'un qui ne possède que des dettes une somme positive ,
c'est augmenter ses dettes ƒ( — 8) — ƒ"(+ 3) = /'(—11).
Quand on attache à ces exemples le sens de chercher
la différence, la distance des grandeurs indiquées , les
résultats sont les mêmes et l'application n'a point d'obscurité.
Quelqu'un a fait la route de 8 Lieues à droite; (+ 8),
un autre de 3 Lieues à gauche (— 3) ; ces personnes
seront éloignées l'une de l'autre de 11 Lieues; la distance
du second au premier sera (-(- 11) Lieues ; du premier au
second (—11) Lieues.
La multiplication. Le multiplicateur ne peut être qu'un
nombre abstrait.
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124
Le facteur de direction dans le multiplicateur ndique la
condition , la relation dans laquelle le produit doit être pris.
ƒ(+ 4) (+ 3) = f(+ 12); ƒ(- 4) (+ 3) = ƒ(- 12).
Ces exemples ne demandent point d'explication.
fi pris trois fois donnent /12 et comme le multipli-
cateur indique que la valeur relative doit rester la même,
on a /(±12).
(-(-4) degrés (—3) = (—12) degrés.
Quelqu'un monte de 4 degrés (-(- 4) ; prenant cette
ascension 3 fois on a 12 degrés (-f- 12), mais comme
cette ascension doit être prise en sens opposé on aura pour
produit la descente de 12 degrés (— 12).
/(-4) (-3) = (+12).       .
Prenez les /4 trois fois dans la condition opposée à
celle où ils se trouvent ; prenez les 3 fois en sens opposé
de leur valeur relative, etc. , etc.
ƒ(_ 4) (-3) = _/-(_4)3 =-/(-12) = /(+12).
La division. En sens concret les deux expèces de la
division , demandent une explication spéciale par rapport
aux grandeurs et quantités complexes qui y entrent.
lre Espèce. — Pour trouver la raison entre les gran-
deurs complexes , pos. ou nég.
+ an         i _. — an         i
-— -j- n; —— — ■+- n.
+ a                   a         '
Dans ces exemples, quelles que soient les grandeurs con-
crètes , elles ont la même valeur relative ; le quotient n
indique la raison des deux grandeurs.
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125
Le signe de pos. dans le quotient indique que (+ a) est
comprise dans (± an) , n fois positivement = directement
= réellement.
+ an
— = — n ;
4- a
Le nombre n se rapporte aux grandeurs prises en sens
absolu ; dans les deux exemples ces grandeurs sont oppo-
sées , hétérogènes ; le signe de nég. dans (— n) indique
que les grandeurs opposées ne sont pas comprises positi-
vement
les unes dans les autres , mais négativement, non
directement, non réellement.
2e Espèce. — Une grandeur concrète complexe doit
être divisée en parties égales indiquées par le diviseur en
nombre complexe.
+ an         i         an         ,
------ = 4- a ; -:— = + a.
Le quotient dans le premier exemple est pos., dans le
second nég. cequi est tout naturel, tout réel ; les gran-
deurs doivent être tout à fait homogènes avec la totalité
dont elles sont les parties.
On peut demander quel est le sens, quelle est l'influ-
ence du diviseur complexe dans cette espèce de division.
Dans les exemples donnés le nombre n pos. n'est qu'un
nombre absolu, le signe de pos. n'est d'aucune influence.
4- an                   an         ,
------■ n= — a: ----- = 4- a.
n                 ' — n          '
Ces quotients renferment des absurdités dans le sens de
cette espèce de division.
-ocr page 135-
126
Dans les premiers exemples le diviseur était pos., la sig-
nification du nég. doit être dérivée de celle du positif.
L'influence du facteur pos. (+ 1) dans la division (-)- n)
était nulle, de là on pourra conclure que l'opposé de nul
étant nul, le sens de pos. et de nég. dans les diviseurs,
qui indiquent le nombre des parties dans lequel une gran-
deur concrète doit être partagée, n'est d'aucune influence ,
et qu'ainsi ces facteurs de direction dans ce cas sont ima-
ginaires , dans le sens d'aucune valeur.
* ■ •                 +• an        -h an
Ainsi on a : ■=— = -— = -4- a,
+ n
           n         
Dans le cas qu'on insisterait à avoir l'explication , le sens
des quotients obtenus par les divisions (+m) d'après les
règles générales , la réponse serait : les résultats absurdes
prouvent la vérité du sens et de l'influence dérivés logique-
ment par rapport à ces facteurs dans les diviseurs.
Le partage d'une possession ne peut donner des dettes;
le partage de dettes ne peut donner une possession.
Duhamel. Des methodes etc. Cliap. XIX.
De quelques tentatives de démonstration, relatives
an calcul des quantités nég. Isolées.
Duhamel dit: »Nous n'avons introduit les quantités nég.
isolées que pour généraliser des formules et renfermer en
un seul les résultats différents de plusieurs calculs analo-
ques ; — la généralisation était obtenue à la condition ,
de les traiter de la même manière que si elles n'étaient
pas isolées , par là il n'y avait aucune règle à démontrer
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127
pour le calcul , la recherche de ces règles n'aurait eu
absolument aucun sens ;" — et »des géomètres éminents
ont cru possible de démontrer , pour le calcul de ces quan-
tités isolées, des règles qui dispenseraient de toute discus-
sion particulière."
Il dit en finissant : »Nous allons en indiquer quelques
unes et on reconnaîtra facilement combien elles sont illu-
soires."
-»Démonstrations de Laplace. —• Pour soustraire une
quantité algebr. d'une autre, on écrit, à la suite de la
quantité dont on soustrait, la quantité à soustraire en
changeant les signes de tous ses termes, ensuite on fait
la réduction."
»Cette règle est évidente quand le nombre à soustraire
a le signe -j- : supposons qu'il ait le signe —, et que l'on
propose de soustraire — b de a ; je dis que le résultat de
l'opération est a + b. — En effet le nombre a 5= a + b —6;
en retranchant — b sous cette forme , c'est évidemment
effacer — b, et alors il reste a + b."
Duhamel : »Dans tout cela Laplace suppose les quantités
nég. isolées , et si d'abord il considère la soustraction d'un
polynôme, il l'abandonne aussitôt pour se demander com-
ment soustraire — b de a, question qui n'a aucun sens.
Pour y répondre, fl ajoute et retranche b de a, cequi lui
donne a -j- b b et il regarde comme évident que retran-
cher — b c'est l'effacer , ce qui est un non sens double,
car c'est d'abord supposer qu'on attache un sens à la
soustraction de — b , qui n'en a aucun , et ensuite que
la soustraction algebr. soit la suppression n'on pas d'un
nombre, mais d'une opération."
On trouve dans cequi est dit au commencement de cet
essai la réponse à toutes ces objections de Duhamel ; ce
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128
qui est dit sur les polynômes marque que la suppression
de — b n'est pas toujours la suppression d'une opération ,
mais qu'elle peut être regardée encore comme la sous-
traction d'un nombre nég. d'après la manière qu'on regarde
le polynôme.
Laplace : »Quant au signe du produit dans la multipli-
cation , il doit être pos. ou nég. etc. Cette règle présente
quelques difficultés ; on a de la peine à concevoir que le
produit de — a par — b soit le même qui celui de a par b.
»Pour rendre cette identité sensible, nous observerons
que le produit de — a par -f- b est — ab , puisque ce
produit n'est que — a répété autant de fois qu'il y a
d'unités dans b. — Nous observerons ensuite que le pro-
duit de — a par b b est nul , puisque le multiplicateur
est nul ; ainsi le produit de — a par -J- b étant — ab,
le produit de — a par — b doit être d'un signe contraire
ou égal à + ab , pour le détruire."
»Duhamel : Cette démonstration pèche d'abord comme
la précédente , en ce qu'on se propose de multiplier — a,
cequi n'a pas de sens. Et ensuite en prenant pour mul-
tiplicateur b b qui est un polynôme, la quantité nég.
—  b n'est plus isolée : de telle sorte que s'il prit un mul-
tiplicande réel, p. ex. m a , il aurait démontré que — a
multiplié par — b donne un terme -f ab au produit, quand
— a et — b sont des termes de facteurs polynômes. Il
ne prend donc même pas la question qu'il annonçait,
savoir : la multiplication de deux quantités nég. isolées."
Il ne sera nécessaire d'ajouter encore quelque chose à
cequi est dit, pour répondre aux objections de Duhamel.
Quant à la division Laplace dit que la règle des signes
résulte de ce que le produit du quotient par le diviseur
est égal au dividende.
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-129
Duhamel: »Quant à la division de deux monômes, dont
l'un au moins est nég., c'est de même une opération qui
n'a pas de sens et qu'il ramène à la multiplication d'après
la définition qu'on en donne quand elle signifie quelque chose."
L'auteur croit avoir dit assez sur la division pour en
analyser et en expliquer le sens dans les différents cas et
les différentes espèces.
Conclusion de Duhamel. — »Et nous dirons générale-
ment que toute démonstration de règles sur les quantités
nég. isolées ne peut être qu'une illusion , puisqu'il n'y a
aucun sens à attacher à des opérations arithm. sur des
choses, qui ne sont pas des nombres et n'ont aucune
existence réelle."
Le traité sur les quantités pos. et les nëg. montre com-
bien les opinions de Duhamel sont opposées à celles de
l'auteur.
Dr. 0. Hesse vient de publier ses principes sur le même
sujet dans son livre: Die vier Species 1872. — L'auteur
a comparé ces principes avec ceux de la Théorie et avec
ceux, expliqués dans le traité précédent ; ces principes
diffèrent beaucoup ; l'auteur n'y a pas trouvé des raisons
pour changer ses principes.
Sur les quantités Imaginaires. — Duhamel a voué
une étude considérable à ces quantités dans son oeuvre :
des Méthodes dans les sciences de raisonnement. II et
III parties.
9
-ocr page 139-
430
Il considère ces quantités comme véritablement imagi-
naires , vides de sens
; il les taxe comme des simulacres
de quantités
et les regarde de même nature dans toutes
les Fonctions où elles se trouvent.
Il applique à ces quantités dans les différentes opérations
les mêmes règles qu'aux quantités réelles.
Partout il répète que ces quantités ne sont qu'imagi-
naires et qu'on doit se garder d'attacher des idées de réalité
à ces quantités et aux solutions, qui résultent de l'appli-
cation des règles à ces quantités.
Duhamel dit : II, page 144 etc. »Les plus grands
géomètres n'ont pas été exempts du préjugé, qui fait
regarder l'analyse algébrique comme une sorte d'oracle,
qui ne fait pas toujours des réponses intelligibles, mais
dont les énigmes doivent toujours renfermer un sens dont
il faut s'étudier à pénétrer le mystère."
Duhamel continue : »La vérité est que l'analyse ou la
synthèse que l'on a employée, ayant procédé par des
déductions ou réductions que l'on a dû comprendre à
mesure qu'on les a faites
, il n'a dû s'introduire rien de
mystérieux."
»Les formes, bizarres auxquelles le raisonnement arrive
quelquefois à la fin , ont été créées par lui sans qu'il s'en
doutât, et il se croit obligé d'expliquer leur existenee,
qu'il admet comme incontestables et dont il veut se rendre
compte à priori."
»Ces aberrations ne sont pas rares et les quantités nég.
et imaginaires en offrent de nombreux exemples."
»Nous pensons qu'un esprit simple mais rigoureux, qui
n'avancera jamais qu'en se rendant bien compte de la
déduction ou de la réduction par laquelle il passe, n'é-
prouvera aucune de ces surprises qui causent quelquefois
tant de tourment. Il pourra marcher plus lentement ;
-ocr page 140-
131
mais il échappera à toutes les obscurités , dont l'autre se
trouvera longtemps peut-être embarrassé."
Après avoir lu comment les quantités imaginaires sont
taxées par Duhamel; après avoir lu, qu'on doit appliquer
à ces quantités les mêmes règles qu'aux réelles , on doit
avouer ne pas comprendre comment on peut se rendre bien
compte des déductions et des réductions par lesquelles on
passe ; comment on peut échapper à ces aberrations, à
toutes les obscurités dont on se trouvera embarrassé.
Quand on ne comprend pas les quantités sur lesquelles
on opère ; quand on applique à ces quantités des règles
sans savoir si cette application est juste, qu'est-ce-qu'on
peut tirer des formes bizarres auxquelles on arrive ; quelle
signification , quel sens peut-on y attacher ?
Duhamel des équations du second degré. II, ehap.
XX, page 171 etc. — Duhamel dit à l'égard des racines
en formes complexes de ces équations: »qu'il peut se
présenter des circonstances d'un genre différent et qui
pourraient laisser quelque obscurité dans l'esprit, si l'on
ne se rendait pas bien compte tout d'abord de la manière
dont elles doivent être entendues."
De l'équation 1x X'2 = 5;
il obtient
            (x — l)2 = — 4.
Duhamel: »Or avant d'aller plus loin, on reconnaît
qu'aucun nombre pos. ou nég. mis pour x ne peut rendre
égaux les membres de cette dernière équation.
»D'où il suit qu'aucun des moyens de solution ne s'ap-
pliquerait ici. — On pourrait s'arrêter là et on ne ren-
contrerait ainsi ni difficultés, ni la moindre obscurité."
De cequi précède il suit que Duhamel ne reconnaît de
valeur réelle que la pos. et la nég.
Duhamel : »Or si l'on veut continuer le calcul sur
-ocr page 141-
132
l'équation (x — l)2 = — 4 , on aura : x — 1 -f y'— 4 ;.■
expression insignifiante."
Duhamel termine le chapitre sur ces équations en disant :
»et nous ne pensons pas qu'après les observations que nous
avons faites, il puisse rester à ce sujet la moindre obscu-
rité sur les formes réelles nég. ou imaginaires."
Pour réponse à ceque Duhamel dit sur ces équations et
les racines , il sera à propos d'insérer ici quelques idées
sur ces équations et la signification des racines.
Toute équation peut être regardée de deux manières ;
d'abord comme renfermant des nombres absolus , puis
comme renfermant des nombres complexes.
Dans l'équation X2 3x -f 2 = 0 , on peut prendre les
nombres comme absolus et les signes pour indiquer les
opérations.
Par la réduction on obtient : x2 — 3ar _j_ -f- = -J- ;.
(* — !)«= t; (f —,)• = *•
cequi donne x — f =|; f — x = \ et x — 2; x — 1.
Ainsi les racines de l'équation sont les deux nombres ab-
solus 2 et 4 ; les deux facteurs du premier membre de
l'équation (x — 2) (X — 1) = 0.
L'équation prise en nombres complexes a les mêmes racines.
xi _ /tx — 5 = 0. Se réduit en {x — 5) {x -f- 4) = 0.
Prise en sens absolu l'équation n'a qu'une seule racine
x = 5, puisqu'on n'a point de valeur absolue pour x qui
rendra le second facteur X -f 1 =0.
En sens complexe l'équation a deux racines X — + 5 ;
X — — 1 et l'équation est proprement X^O + 4#1v + 5JV = 0.
-ocr page 142-
133
x"1 -(- 3a? -f 2 = 0. En sens absolu l'équation n'a point
tle racines ; l'équation est impossible, puisque la somme
de nombres absolus ne peut être égale à Zéro.
En sens complexe l'équation a deux racines, x — — 2 ;
x = — 1 ; 0 + 2) (x -f 1) = 0.
x% -f 2# -f 5 = 0. En sens absolu, l'équation est im-
possible ; en sens complexe , elle a deux racines
X = — d± v/—1.2.
Ces racines sont regardées comme des expressions in-
signifiantes ,
l'équation comme impossible.
Pour réaliser les nombres soit absolus , soit complexes
on doit prendre pour unité quelque grandeur concrète.
La Fig. 18 servira pour montrer la réalité des racines
et de l'équation prises en sens complexe.
a?2 + 2a: + 5 = 0 ou #2f0 + 2#f0 + 5|0 = 0.
En réduisant les racines complexes en nombres com-
plexes, on a encore:
X = — 1 ± \/ — 1. 2= i/Sfarc tang ±|.
Soit arc tang i-| = ± p.
Dans la Fig. 18 (0) soit l'origine;
OC sera = — 1 ; CB = -f j/ — 1. 2; CB' = — j/— 1. 2
les valeurs complexes sont marquées par:
OB, OB' = v/5 t arc tang =| = l/5 f ± P.
ainsi a? = OC -f- CB = OB ; sc = 00 + CB' ==. OB',
Pour prouver encore que ces racines sont en réalité les
racines de l'équation , on a en prenant la racine
-ocr page 143-
134
x- — 1 + V— l-2-
«a = (-1 + y/ — 1.2)2 = — 3— i/— 1.4 == 5t2P.
2# = 2(—l -f |/—1. 2)= —2 -f i/—1.4 =
2 i/ 5 | are tang -^.
Dans la Fig.
        on a :
— 3 — i/— 1. 4 = OD -f DE ; 5f2? - OE.
— 2 + i/—1.4 = EF + FG; 2 v/5 f are tang JL =EG;
-f 5 = GO.
De sorte que 1'équation X2 -f 2« -f 5 = 0, est repré-
sentée par la ligne OD -f DE -f- EF -)- FG + GO = 0 ou
encore par OE -f- EG + GO — 0.
Pour prouver encore que l'équation x2 -f 1x -J- 5 = 0,
et les racines X — \ -±:V— !• 2 ne sont pas des £#-
pressions insignifiantes, il sera à propos de leur donner
un sens concret.
Quelqu'un a fait une route exprimée par l'équation
donnée , dans laquelle X désigne la vitesse , le mouvement
par heure. ■— On demande la vitesse et la route parcourue ?
La solution et l'explication donnée prouvent la réalité
des racines complexes et de l'équation dont elles sont tirées.
La question principale dans les équations du second
degré c'est de savoir en quel sens elles doivent être prises ;
si c'est en sens absolu on s'arrête, quand on voit que la
solution ne peut donner des racines à valeur absolue ; si
c'est en sens complexe , non seulement les racines néga-
tives , mais encore toutes les racines complexes sont de
vraies racines de l'équation , qui représentent des expres-
sions dont on peut toujours donner la signification et mon-
trer la réalité.
Quand l'équation n'est pas donnée mais tirée d'un pro-
-ocr page 144-
135
blême on peut toujours savoir d'avance dans quel sens
l'équation doit être prise et l'on s'arrête quand on est sûr
que l'équation, en sens absolu, ne donnera de racine absolu ;
quand c'est en sens complexe on cherche les racines et
l'on tache de déterminer la signification concrète des racines.
Dans le morceau suivant qui traitera la signification concrète
des quantités imaginaires , il sera donné quelques idées sur
ce point important.
L'auteur termine cequ'il a dit sur les équations du
second degré avec les paroles de Duhamel : nous ne pensons
pas qu'après les observations que nous avons faites il
puisse rester à ce sujet la moindre obscurité sur les racines
de ces équations — mais il ne comprend pas comment
Duhamel a pu se servir de ces paroles.
Pourtant on peut le comprendre. — Duhamel regarde
les quantités nég. isolées comme vide de sens , de même
il en est des quantités imaginaires ; la base des imaginaires
est: {y—1)2 — _ 1.
Il applique à ces quantités dans toutes les fonctions où
elles se trouvent les règles des quantités réelles et pour
le reste il ne se soucie du sens des résultats ; ces quantités
sont vides de sens et les règles sont suivies machinalement.
Duhamel, III, page 393 etc.
Des Fonctions transcendantes de quantités imaginaires.
Des principes de la Théorie et des opinions de Duhamel
tirées de son Oeuvre , il est clair que les idées sur ce.
sujet sont toutes divergentes.
-ocr page 145-
136
L'auteur le juge à propos de compléter et d'expliquer
encore les idées contenues dans la Théorie , pourqu'on soit
en état de décider s'il est nécessaire de continuer toujours
à considérer les quantités dites imaginaires sous le point
de vue indiqué par Duhamel et d'autres dans toutes les
Fonctions où elles se trouvent.
La base de ces Fonctions de quantités imaginaires est
renfermée dans les Formules :
«" = *'+* + &+■& + etc.
Sin x = X — jjg + j^g — etc.
Cos x = * - S + Ai - etc-
De ces formules on a dérivé les suivantes :
e              _ î -j- y i.x 12           123 + 123.4 etc.
eV—La: = cos a? -j- j/—4. sin*.
. V—à.x — V—\.x
                  V—Lx —i/—\.x
sinx = e-—2T7^î—; cos*=e-------H---------
De gV^—l.œ = 1 (cos x -f v/—1. sin x) = lf# , il
est dérivé la valeur de y — 1. x et la signification de
]/ — 1 dans les exp.
L'exp. \/1.x ne sert qu'à marquer la direction des
unités dans la valeur absolue des puissances, auxquelles
il est uni.
Dans la Théorie il est dit que X marquait les degrés de
la direction, l'application du calcul prouve que X indique
l'arc de la direction exprimé en unités du rayon du cercle.
Cauchy regarde la série de e^~ *•x comme renfermant
la définition de ces Fonct. expon.
Après avoir trouvé la signification de j/— 1, on pourra
au contraire regarder les Fonct. eV —1* comme donnant
la valeur de ces séries.
Encore dans la Formule dite de Montucla et dans d'autres
-ocr page 146-
137
on trouve quelquefois l'exp. y—1, il sera à propos d'en
prouver d'abord la valeur.
e\^—l.x — l {cos oc -f ]/—l. sin«) = lf a?
ainsi e1^— l = 1 (cos 0 + \/— 1. sin 0) = lfO = 1.
l/— 1 n'étant qu'un indice non suivi de la grandeur
de la direction, il en suit qu'il n'y a pas de direction, de
sorte que les unités sont absolues ou si l'on veut pos.
L'application du calcul prouve la vérité de la conclusion.
Pour prouver que la Fonction ßV—1.« prise dans le
sens indiqué donne la valeur de cette série, on n'a qu'à
donner à x des valeurs déterminées et trouver ainsi par
le calcul la valeur de la série.
Soit x = tt; on a : e^ — *• n — 1 (cos tv + j/ — 1. sin ar) =
l (— i + v— l.o) = — l = lffl-.
En substituant la valeur de tt = 3,14159 dans
^_1.„ = 4 "+>_!.,. _g_^£f+ etc.
on trouvera par le calcul que la somme des termes avec le
facteur y—1 est = 0: que la somme des autres — —1.
Donnant à x la valeur de % = ^1*159, on a :
el/--l.f = 1 (cos|+ V— 1. sing) = 1(0 + l/— 1.1) =
1/-1 = lf.
Par le calcul on trouvera que la somme des termes de
la série, qui n'ont pas le facteur \/— 1 est == 0, et
que la somme des autres est = y—1.1.
Pour prouver la conclusion sur \/ — 1 , on a :
l'sa.H- 1
quand on regarde y—1 = y"—1.1; on a:
eV_i = i (cos i + j/_ 1. sin 1) - 1|1 ;
arc 1 = arc 57°17'44,8";
-ocr page 147-
138
e              - l T V x 1.2 ^2¥       + 1.2.3.4 + elc'
Par le calcul on trouve la valeur indiquée de la série.
En substituant pour \/ 1.x, X -f- V — 1 • 2/ > on aura :
ex + y— \.y _ ex(cosy -{■ ]/— d.sin?/) = e*\y.
La série sera e^ + V— i.y —
l+^+v/_l.ï + (A±^^ + (£i^zM! + etc.
Quand on voudrait trouver par le calcul , X et y étant
des nombres déterminés, la valeur de ex +^~-1-y , le
travail serait plus compliqué, mais non impossible ; ce
travail n'est pas nécessaire puisqu'on sait que qx + V— \.y
est = exl\y , et que la série de gaj + I/ —l.j/ est le produit
des séries de ex et e^~l-9.
Remarques. — Il ne sera donc pas hasardé de préten-
dre que la signification de \/— 1 n'est autre qu'un
indice, marquant la direction ; la signification trouvée, les
exp. \/ —- \. X ne sont pas vides de sens ; ils servent à
indiquer la direction, comme il est dit, et par là il est
prouvé qu'il est absurde de les regarder encore dans le
sens des exp. primitifs, de dire e^~x signifie la quantité
absolue e élevée à la puissance \/1.x.
La signification de \/—1 dans ces Fonctions étant
connue, il est absurde d'appliquer à ces exp. les règles
des exp. primitifs.
(61/--i)l^-i = e-i-i ; {e^-\.w)\^-\.x = e-*2=~.
Dans (e^— iy/— 1, j/—1 n'est que j* = direction;
qu'est-ce donc que j* . f ou direction X direction ?
Certainement non f . | — —1.
Dans (e^— 1.*)!/ — i.x t y/\, x n'estque|#; qu'est-
ce que \x . \x = direction x X direction x ?
Certainement non — x2 = —=.
X*
-ocr page 148-
-139
'[x. fa; ne doit pas être confondu avec lfx. lfav
\x. \x est vide de sens , on pourrait tout au plus regar-
der le second facteur comme sans influence ; dans ce cas
f# . \x sera = /[x; lf» . \\x représente le produit d'unités
complexes , le produit est = lfôx.
Par la substitution les formes \/ \-X sont introduites
dans les Fonctions expon. et ont acquis une signification
particulière , cependant dans les séries qui représentent la
valeur de ces Fonctions ces formes conservent la signifi-
cation primitive qu'elles ont dans les, Fonctions ordinaires,
comme il est prouvé par le calcul avec ^ — *• » = la
série ; la signification et la valeur de ces formes dépend
des Fonctions , où elles se trouvent.
Dans gV—1.» = e°|a;, \/—1. x = arc x — \x ; dans
les Fonctions ordinaires \/1.x = #fg.
Par là il est clair qu'on ne doit appliquer aux mêmes formes,
qui se trouvent en différentes Fonctions les mêmes règles.
x = ]/— 1. x . \/— 1 ; cependant il est fautif de
mettre e—*> — (eV—1.*)V—1 ou
_ (el^-iy^~ 1.*.
(eT^-l.*)Vr--l-(lfa;)l/--l=(4fa!)0 + l/"-1.0=l|0=l.
(et/-l)V-l.^= (-gO+l/— 1.0)V-l..r_ lt^-l.^-l|x.
ei^-i(y— f.^-go + v— \iy-\.x) — i|i/_i.x =
1 (cos \/ — 1. x -f j/— 1. sin \/— 1. x) = 1.
De ces exemples on voit encore que :
{jS—vy—i.* n'est pas = («l^-i.^V-l.
Par l'application des règles ordinaires à ces exp. imagi-
naires on obtient des absurdités ou du moins des expres-
sions vides de sens.
v— \<y— 1.*) v— \{-v— 1.*)
e                       + e
Cos (y" — l.œ) = "
2
ex + e
—X
; dans e^ — *(K-i-*), (/ - 1 (y/— 1. x) est -
f(l/— 1. #) non = —
x,
;
-ocr page 149-
1-40
Dans la Théorie il est prouvé que \/1.x dans le sens
de arc du cercle est véritablement imaginaire.
Un autre point important c'est de prouver ou du moins
de donner des raisons non arbitraires, non sans fond, que
les exp. \/ — 1. x sont indépendants de la valeur de e,
et que gV—1* = aV—\.x = lfa;.
Cette opinion est en contradiction avec celle des mathé-
maticiens , qui tous sont d'opinion, qu'on doit suivre le
principe renfermé en aS^— ^-x = eK—-!• «£.«..
L'exp. i/— Las = 0 + V^'x = 0 -j- fac.
— 1 = lf ir = e0J[v = e° + ^— * ■ n = e1^— *■».
— 1 = lf s- = a°f7T pourquoi non = éS + V-\.naK -1.*?
La seule raison que les mathématciens peuvent donner
pour leur opinion c'est que l'exp. \/— l.X est entré dans
les Fonctions exp. par e^ ~ *• *.
Pourquoi tiennent-ils à cette base absolue e ? Quand ils
sauront que ces exp. ne sont pas vides de sens, ne sont
pas imaginaires; quand ils sauront que \/—1 n'est qu'un
indice = f, continueront-ils de tenir encore à l'opinion
que ces exposants dépendent de la base de la même manière
que les exposants primitifs , absolus ?
Les bases a , e sont des nombres absolus, on demande
avec raison , quelle influence ces nombres absolus peuvent
avoir sur la direction des nombres complexes dont ils doi-
vent représenter la valeur absolue en puissances ?
Soit donnée la quantité absolue A ; qu'on veut transfor-
mer en puissances de a et de e , on aura A = ax eV.
Quand cette quantité n'était pas absolue, mais com-
plexe = — A— A\n, il serait impossible d'en trouver la
puissance pour la base a ou e.
-ocr page 150-
141
Par la Fonction e^~ *• * — e0/\ûc — 1|# on a le moyen
indiqué par l'analysa de marquer dans les puissances par
le signe y/ — 1 suivi de la grandeur de l'arc, la direc-
tion des unités renfermées dans le nombre complexe ;
pourquoi l'emploi de ce signe doit être restreint au nombre
absolu e, qui comme tout autre nombre absolu ne peut
avoir de l'influence sur la direction , surtout encore puisque
l'exposant j/—i.x = 0-j- \/— l.cc ne se rapporte par
sa valeur de 0 dans le sens des exposants primitifs qu'à
l'unité ?
La valeur absolue de gV~—1.* — aV—1. a = 1.
A étant = ax — eV, on aura — A — g!/ +V~—l.sr
parceque chaque unité de — A est = \\tt et par consé-
quent — A = ey + V—1.» = eV^T-, pourquoi — A —
ey^K — ax\n
ne serait pas = ax + V—1.*?
Tout autre il en serait quand les bases a, e étairent
des nombres complexes, dans ce cas on n'aurait pas
A = ev + V— 1. » = a + f — 1. or.
Soient les bases complexes a\\ , e\\ , et qu'on demande
les puissances pour ces bases de A^3.
Supposé A = a6 = e8, on aurait :
Ap = (a\l)' = (tfH-V-1.*)« _. „6 + V-1.3 = a6|3.
mais puisque (efï)8 = <?8ff n'est pas = ^3 , on aura
pour compléter la direction ^3 :
Ap = (4|)8 + V-4.i _- («1 + l^-l.è)8 + V-l.l =
(gl + IX - 1. 1)8 > (gl + l/ _ 1. i)f/_ 1. | =
g8 + I/ _1.| . (el + V--d.>)0+ l^-4.| =
e8f|.ltl = e8t! = ^|3.
Ces opinions mènent aux distinctions suivantes :
(e2)K-l.* = (e2)0 + l/-l.* = lfœ;
(ôl/—l.*)a - (ijx)2              =if2œ;
-ocr page 151-
142
g2 + K"-l.-* _ ö2|x;
e
2 + |X_1.a;. = (•gi + l/'-l.^ä _ (4^)2= g^
Comment ces opinions seront-elles reçues ?
La Théorie et ce qui précède renferme le fond, les
raisons de ces principes; on demandera: quel sera le pro-
fit , quelle sera l'influence de ces principes ?
D'abord on n'aura plus à faire avec des expressions
vides de sens , impossibles , imaginaires ; — connaissant
ces quantités, ces Fonctions on saura si les opérations
appliquées à ces grandeurs sont exactes ; on saura que ce
ne sont plus des simulacres d'opérations; que les résultats
ne sont pas vidés de sens ; on saura cequ'on fait ; on
pourra à tout moment vérifier les formules non bizarres
qu'on obtient.
La connaissance de ces Fonctions permet de faire des
distinctions qu'on ne pouvait faire au-paravant ; cequi suit
prouvera encore quelle est la signification et la valeur des
formules compliquées, qu'on a obtenues en opérant-ma-
chinalement ; combien ces formules bizarres peuvent être
simplifiées pour avoir leur sens véritable ; combien elles
doivent être transformées pour bannir les absurdités ou
les superfluités qu'elles renferment.
Il ne sera nécessaire de transcrire ceque Duhamel dit
sur ce même sujet ; les opinions de Duhamel sont celles
qu'on rencontre presque ou bien généralement.
Les principes donnés contiennent la critique, la réfu-
tation des principes généralement suivis, ou simplement
les objections qu'on peut faire à ces principes.
Sur la généralisation. Duhamel donne pour raison de
-ocr page 152-
143
l'application des règles des quantités réelles à toutes les
quantités , les avantages de la généralisation.
Qu'est-ceque la généralisation ? Appliquer des règles
générales n'est pas généraliser ; la généralisation implique
donc quelque chose d'arbitraire , c'est appliquer des règles
dans des cas où l'on ne sait pas si les choses sont analogues.
Les suites ne doivent point étonner, savoir .qu'on a
appliqué des règles à des quantités de nature toute diffé-
rente de celles qui sont soumises à ces règles , et que les
résultats de cette généralisation sont vides de sens contra-
dictoires ou absurdes.
Par l'analyse on a essayé de trouver la signification et
la valeur des nombres complexes dans les différentes Fonc-
tions ; par cette analyse on a trouvé quelles quantités
complexes sont de la même nature , par conséquent que
les règles connues sont applicables à toutes ces quantités
analogues , que ces règles sont générales dans ces cas ; en
les appliquant on ne généralise point, on ne fait qu'agir
conséquemment.
Les principes de la Théorie, loin de priver de ces avan-
tages , servent au contraire à les assurer , et à garanter
contre des applications inexactes.
L'application d'après les principes de la Théorie n'est ni
machinale , ni arbitraire, ni conventionnelle.
Il est prouvé que les quantités complexes dans les Fonc-
tions ordinaires sont toutes de même nature, ainsi les
règles des quantités pos, et nég. trouvent aussi leur appli-
cation aux quantités dites imaginaires sans qu'on ait besoin
de prouver premièrement la justesse de ces règles dans ces
cas analogues.
L'analyse a trouvé le sens des exp. imaginaires et par
là il est prouvé que ces exp. sont de nature toute diffé-
rente et que par là les règles des exposants primitifs ou
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144
en nombres absolus ne sont pas applicables à ces exp.
non analogues.
Après avoir trouvé le sens de ces exp. imaginaires et
les règles qu'ils suivent, on ne généralise pas en appliquant
ces règles aux cas analogues , ces règles sont générales.
De même il en est avec les Fonctions goniom. et
cyclom. en éloignant donc la généralisation, on ne se
prive pas des avantages ; on ne fait que se garantir des
inexactitudes.
L'analyse des exemples , des Formules qui se trouvent
dans Duhamel prouvera la valeur de cette assertion.
Duhamel, III, page 396 etc.
Exponentielles et Logarithmes imaginaires.
L'application des principes de la Théorie aux exemples
qui se trouvent dans Duh. , pourra servir de parallèle aux
démonstrations dans ces §§ suivants.
§ 310. ea+ l/—i-b.ea'+l^—l.b' ea^b . ea'^b' =
ea + a'H. b' ea + a' + ^— 1- b. y,
§ 313. Expressions des exponentfeiles Imagi-
naires etc. Formules générales des Log. de toutes
les quantités réelles ou Imaginaires.
Au lieu de transcrire Duhamel , il suffira de donner
cequi est nécessaire pour servir de parallèle à l'application
de la Théorie.
ex + V -\.y — ex. el/"- 1-y = er(cos y -J- j/— 1. sin y)
pour x — 0 ; e^—^V = 1 (cos y + ]/—1. sin y)
y/— l.y = 0 + î# = Il (cos y -f \/— l.siny) = LA\y.
-ocr page 154-
145
Pour y = In n ; cos y = 1 ; sin y = 0.
e2ra»I/-l = 1 ; ]/—l.<2n7T = L. 1.
La Théorie : eV— l.'2»ar—eO+V —1.2»* = eopnw =_
«°fo = *•
Log -f- 1 = 0 + puTT = 0 -f fO.
La signification et la valeur des directions est expliquée
et prouvée.
De même L. — 1 = \/— 1 (2n + 1) a* signifiera :
I. — 1 = 0 + f(2« +1) a- = 0 + fr.
§ 314. Formule de tous les Log. d'une expres-
sion Imaginaire
a + J/— 1.6.
Duh. obtient :
£.(«+ i/— 1.6) = /,. ? + (9-j- 2w!t) i/—1.
Cette formule est obtenue par un calcul bien long.
La Théorie : L.(a±\/— 1.6) =
L. V7^2 "f 62) f arc tang =- — L. p| ±6; la direction
indirecte (±3 + 2wtt) n'a que la valeur directe, vraie de 'j'H-fl.
§ 315. Il serait trop long de transcrire tout le calcul
de Duh. pour avoir le Log. de (a -f \/—1. b)m + V— 1- «,
il suffira de n'écrire que le résultat.
I. (a -f I/--1. 6)«* + »/-l.« =
ffli.f-n(H 2for) + j/— 1 j m Z,. ? + »» (S + 2/br) + 2Ajr}.
ia Théorie : a + l/ — 1.6 = j/ (a2 + 62) f arc tang - = p î6.
a -f j/—1. &)«» + V—l.n = (p ^ 8)w + 1^—'i. n __
(?f 6)m.(>fô)ï>' —*'•« — P*wfwiô.l|w = pmf(»i9. m).
L. (a -f- j/~ 1. 6)»1 + V~l*n = m L. ? ■{■ f(»w9. m).
(a .j. ^/ — 1. i)m + 1/ — i.n em L. /s + J/— 1 (mS. n).
10
-ocr page 155-
146
De cette expression Duh. parvient au cas particulier,
la Formule de Montucla , par la supposition de
a .== O,, b ~ 1, m .= 0, n — 1.
(j/.-l)!/ —1 = e— (ZF + 2fc?r) + 2fcwl/"— 1,
et L. (y —1)1/—1 == - (f + 2/fcTT) + Si* ,/—1.
La Théorie: Par la supposition de n = 1 , on a:
(j/_ 1)1^—1 = (j/_l)I/-l.l - 1||)V--1.1 =
(lf|)0 + 1^-1.1 :'r 4|l.
Log. {y-\y-\ = h. îfi = L.1 +fi = o + fl.
Autrement on a :
(V/—1)^-1 = (lf~)I/-1 = lfO = 1.
Log. (i/— 4)V—1 = L. lfO = 0 + fO.
§ 316. Développement en Série du Log. d'une quan-
tité imaginaire.
Duhamel : »Nous avons vu que toute expression imagi-
naire (a -f V1- b) a un Log. de même forme."
La Théorie : De même forme quant à l'extérieur.
Soit a + \/ — 1. b = em + f/— 1- n,
on a : L. (a -+- \/ — 1. b) = m -+- \/ — 1. « _— m -f- fn.
Tout autre il en est, quand on observe la valeur, la
signification des termes de ces formes.
Dans a T \/ i.b, a et b ne sont que des nombres
abstraits, dans m -\- |/—1. h , m est un nombre abstrait,
n
au contraire est un nombre concret.
Dans a+ V — 1. & = «»» +1^-l.n = g^fn =
e'm(cos n + v/ — 1. sin w) ,
on voit que n indique la grandeur de l'arc en unités du
rayon du cercle ; ce nombre concret n'ajoute rien à la
-ocr page 156-
-147
valeur du Loe , qui n'est autre qu'un nombre abstrait.
Il est prouvé que em + V~\.n n'est que em. eV—l.n —
em
. e° + v— Lw , cequi montre que par rapport au Log.
-\/ — 1. « n'a que la valeur de Zéro.
Quand on connait le sens des quantités imaginaires et
des formes complexes dans les Fonctions ordinaires, on
sait que ces quantités sont de même nature que les autres
quantités complexes dites réelles et que par conséquent il
est superflu d'en vouloir prouver encore le sens par le
développement en séries.
§ 317. Duhamel: »Nous pouvons déduire de la Forme
L. (1 -f V — !•#) = la série, un développement impor-
tant celui d'un arc au moyen de sa tangente."
Cette déduction importante a été faite sans les quanti-
tés imaginaires, pourquoi donc vanter cette déduction à
l'aide de quantités imaginaires qu'on taxe comme telles,
mais qui ne le sont pas.
Pour celui qui connait la valeur des quantités qui se
présentent dans ces déductions , l'analyse algébrique montre
des beautés, des perfections, qui portent à l'admiration
de cette science , à une admiration non aveugle.
Pour le reste tout cequi se trouve dans ce § et le sui-
vant pour prouver les formules suivantes est superflu,
parceque, connaissant les quantités qu'on substitue, on
sait qu'on ne substitue que des quantités de même espèce
-et qu'ainsi l'analogie suffit pour être sûr de l'exactitude.
1' Quand o. tend vers Zéro, on a: Lim. -i- ~ '-'- -— 1
^de même il en est avec :
-ocr page 157-
448
L.{\ + \S-~\.x)       L.(\ + a+ l^—i.b)
V~\.x '             a + V— 1. b         '
cequi est sans contredit, sans démonstration , puisque par-
la connaissance des quantités ces choses sont analogues.
La conclusion que Duhamel fait suivre à cette partie-
demande une analyse particulière.
§ 320, page 412. — »Il serait superflu de multiplier
»davantage les exemples sur le calcul des exponentielles
»et des log. des quantités imaginaires."
»Les contradictions que l'on pourra quelquefois rencon-
»trer ne seront qu'apparentes et tiendront à ceque l'on
»aura oublié qu'une quantité quelconque réelle ou imagi-
»naire à une infinité de Log. — Il n'y aura donc pas
»lieu de s'étonner si deux calculs conduisent à des expres-
»sions différentes pour le Log. d'une même quantité ; il
»suffira , pourqu'il n'y ait pas contradiction , que ces ex-
»pressions différentes soient comprises dans la formule
»générale des Log. d'une même quantité."
Ce passage a un sens double. Il est vrai, quand on
entend par contradictions apparentes des contradictions qui
ne sont pas des contradictions ; et quand on entend de
même par une infinité de Log. , des Log. qui ne sont autre
qu'en apparence, qui réellement ne sont qu'un.
Dans ce cas seul le passage est vrai et tous les Log.
différents en apparence , ne diffèrent pas réellement et sont
compris dans la formule générale des Log.
Tout autre il en est quand on entend par une infinité
de Log. , une infinité de Logo, qui diffèrent réellement les
uns des autres ; cequi n'est pas , comme il est prouvé de
différentes manières.
Tout autre il en est, quand on entend par rapport à
l'autre idée , qu'il n'y aura pas lieu de s'étonner que le
-ocr page 158-
149
calcul du Log. d'un nombre ne conduit pas d'abord à
celui, qu'on obtient par un autre calcul, puisque le nom"
bre infini de Log. différents, renferme tous les deux.
Cequi suit prouve que la dernière opinion est celle de
Duhamel.
»Ainsi le Log. d'une puissance n'est pas nécessairement
»le produit du Log. de la quantité par le degré de la
»puissance , vu qu'on peut prendre des valeurs inégales
»pour les Log. des facteurs égaux.
»Si par ex. on considère un nombre positif (a), et qu'on
»désigne par (L. a) son Log réel , le Log. de (a2) ou de
î>(aa) n'est pas nécessairement (2 L. a) parceque les Log.
»des deux facteurs sont L. a ± In tt \/ — 1 pour le pre-
»mier, et L. a±1riK \/—1 pour le second , les nombres
»entiers n et n' pouvant être différents."
»Le Log. du produit (a2) est donc d'après la règle
»démontrée 2 I, a + 2 (n f n') f \/—1 et 2 L a n'est
»qu'une valeur particulière."
»Voici maintenant une des difficultés qu'on a élevées sur
»l'emploi des Log. des quantités qui ne sont pas des nom-
»bres réels et positifs. — On a dit (a2) est le carré de
»(—à) aussi bien que de (-f a); son Log. est donc aussi
»bien 2 L. (— a) que (2 L. a) , donc L. (— a) = (L. a),
»cequi est faux."
»Mais Euler a très bien levé cette difficulté en faisant
»remarquer que le Log. de (a2) n'est nécessairement ni
»(2 L. a) ni (2 L. a) et que par conséquent on ne peut
»conclure (L. a) = L. (— a) etc.'J
Réponse. Le Log. d'une puissance est nécessaire-
ment le produit du Log. de la quantité par le degré de
la puissance.
L.a% = 2 L. a.
Soit L. a = L. a -f V— !• 2m-t
-ocr page 159-
150
et L. a = L. a -j- V 1. Iri-x.
On a : 2 L. a = 2 L. a + i/— *• 2(» + «>•
Quelle que soit la valeur de n et de n' toujours 2(n + n')5T
sera égal à (2&5t), quand on prend A = (n -f n') ! Par
conséquent on aura :
2L.a=2L.a+ \/— 1 2^ = 2 L. a + j/—1.0 = 2 L. a.
La signification de la direction indirecte Z/ctt n'est autre
que la direction positive = ^0 = -(-.
Cette difficulté n'est que la suite des notions inexactes
qu'on donne des Log. , suites toutes naturelles de ne
pas avoir compris la signification des directions directes et
indirectes , de ne pas avoir compris le vrai sens des ex-
pressions imaginaires et la valeur des signes , qui y entrent,
et par là le vrai sens des Log. comme exposants, dans
les formes , qui expriment les valeurs complexes des
quantités.
On oublie toujours que les véritables Log. ne sont que
des nombres abstraits absolus simplement complexes dans
le sens de positif et de négatif ; se rapportant aux opéra-
tions et que les Log. ri influent en rien sur les directions.
a1 est le carré de (—a) et de (-)- à) , son Log. est
donc aussi bien 2 L. (— a) que 2 L. a ou 2 L. (-(- a).
Il est faux que L. (— a) est = L. (+ ci) ou L. a.
Démonstration. L.
(— à) — L. 451" = L. a -f- IV.
L. (— a)* = L. (af-)* = L. a2|2~ a 2 L. (— a) —
2 L. (af/T) = 2 L. a + f2sr = 2 L. a -f f 0 = 2£/.a.
L. (+o).= £,.(40) = £. a + fO.
£. (+ a)2 = £. (4O)2 = L. a2f0 = 2 L. a -f- f 0 = 2 £. a.
Kuler eût levé la difficulté, s'il avait su dire: le Log,
de a2 est nécessairement 2 £. a et 2 L. — a , car :
L. a2 = 2 £. a = 2 £. — a ; mais
£. a = £. a -j- f 0 ; £. — a = £. a -f |^.
-ocr page 160-
451
En réponse à toutes ces difficultés apparentes il suffira
de rappeler, que l'on peut parvenir au même lieu par des
routes différentes ; qu'on peut avoir le même résultat ob-
tenu ou dérivé de différentes choses.
Il sera dit assez pour faire comprendre les principes de
la Théorie sur ce sujet.
La conclusion est : quand on ne comprend pas les choses,
on ne comprend pas les résultats qui en dérivent ; on ne
comprend pas le véritable sens des conclusions qu'on en tire.
§ 322. Expression des sinus et cosinus au moyen
d'exponentielles.
Duhamel prouve dans la Première Partie des Mé-
thodes etc.
§ 45 , page 26 , que du faux on peut quel-
quefois déduire le vrai.
Les expressions des sinus et cosinus au moyen d'expo-
nentielles, prouvent qu'en appliquant aux quantités inconnues
les règles des quantités connues , on peut quelquefois du
vraiment imaginaire déduire le réel :
oob(/-1.*)= S-f£; sm(v/— i.x) = eiT^~j-;
mais ce résultat bienque réel en apparence , est faux
puisque la déduction est inexacte ; le véritable imaginaire
ne produit pas la réalité.
Et pour en finir avec les Méthodes ; le résultat des
études attentives sur le sujet des imaginaires diffère beau-
coup de ceque Duhamel s'imagine devoir en être le résultat.
Le résultat n'est point : Méthodes III, § 291 , »tout
cela est évident et incontestable" ; on se demande avec
raison : à quoi peuvent servir ces fictions de calculs,
qui ne sont pour la plupart qu'un amusement bizarre,
-ocr page 161-
452
qu'un travail imaginaire , n'offrant de remarquable que la
complexité du résultat obtenu d'une multitude de matériaux
combinés régulièrement sur une base arbitraire ?
Y a-t-il autre chose que dans ces jeux d'enfants, où
avec un grand nombre de pièces de toutes formes , on
parvient à construire des figures , qui surprennent par
leur élégance (?) et leur régularité (?) ?
A ces questions qu'il était naturel de se faire , l'auteur
a répondu d'après les principes de sa Théorie.
Sur la signification concrète des quantités ima-
ginaires et des formes complexes.
L'Histoire des mathématiques apprend que bien longtemps
dans la solution des problêmes les résultats en nombres
fractionnaires on en négatifs étaient regardés en général
comme l'indice de l'impossibilité de la demande.
Maintenant encore les résultats en nombres imaginaires
ou en formes complexes sont considérés comme la marque
que le problême est imaginaire, impossible.
Dans la Théorie non seulement la signification et la
valeur de ces quantités est déterminée en sens abstrait,
mais encore l'exemple de ƒ V — 1.100 et le résultat
complexe d'une équation du second degré ont montré que
ces expressions ne sont pas imaginaires, au contraire
qu'elles renferment en sens concret des valeurs réelles.
La Théorie a prouvé que toutes les quantités complexes
peuvent être réduites en nombres imaginaires ou en formes
complexes, il suffira donc de voir s'il n'est possible de
trouver , de déterminer la valeur concrète de ces quantités,
taxées encore comme vides de sens, comme indices de
l'impossibilité des problêmes dont elles sont les résultats.
»
-ocr page 162-
153
Dans la Mécanique les formes sont pour la plupart des
grandeurs complexes renfermant les deux éléments qui se
rapportent aux deux facteurs dans les nombres complexes,
savoir la force absolue et la direction de la force.
Chaque force complexe peut être réduite en deux forces
qu'on peut exprimer par une forme complexe.
Fig. 12. Soit Oe la direction positive; OB, OC, 01),
OE , des lignes complexes , représentant des forces agissant
sur le corps 0.
Chaque force peut être réduite dans les deux forces
représentées dan la Figure.
0B = 06+ i/—l.&B ; 0C = Oc + y — l.cC;
OD = Od + y— 1. dB ; OE = Oe -f- |/— 1. eE.
Il est clair de quelle manière on peut trouver la résul-
tante de ces forces ; quand on n'observe que la direction
positive , 06 + Oc -f Od + 0e sera la résultante posi-
tive des forces données.
La résultante totale sera:
(06 + Oc -f. Od + Oe) + \/— 1 (6B + cC + dD + «E) =
y { (Ob + Oc -f Od + Oef + (JB -f cC + dD 4- eE)21
» ,        bB + cC + dD + eE
ïarctanS Ob+Oc + Orf + Ö?
Les forces i/—1.5B, y—l.cC etc. sont-elles réelle-
ment imaginaires , sont-elles vides de sens, sont-elles
absolument nulles ?
Elles ne sont nulles que dans le cas que la direction
pos. est la seule qui est observée ; dans le cas que le corps
0 ne peut être remué que dans la direction pos.
Dans ce cas ces forces sont sans effet, mais non vides
de sens , non imaginaires.
La construction de la résultante complexe de ces forces
est toute claire ; dans le cas que la direction pos. n'est
pas la seule qui est observée, la grandeur et la direction
-ocr page 163-
154
de cette force totale prouve que les forces imaginaires ne
sont pas sans réalité.
Ainsi les grandeurs imaginaires ne sont pas vides de
sens , ne sont pas absolument imaginaires , nulles, ce n'est
que les circonstances ou les limitations particulières qui
les rendent relativement nulles.
Une autre question sur les grandeurs complexes c'est:
une grandeur complexe est égale à deux autres grandeurs
exprimées dans une forme complexe , comment cette égalité
doit être entendue ?
i-,a grandeur complexe prise en sens absolu est-elle égale
à la somme des deux autres grandeurs prises également
en sens absolu ?
La grandeur complexe renferme implicitement non ex-
plicitement les deux autres grandeurs; Fig. 12.
OB renferme implicitement 06 et bB , cequi est montré
par la réduction et ainsi avec toutes ces autres grandeurs.
Par la distance d'un lieu à un autre on entend dans
les mathématiques la longueur de la ligne droite.
Pour parvenir d'un lieu à un autre on ne peut pas
toujours suivre la ligne droite.
Quand la distance de deux places est A et le temps
employé pour y parvenir B , la vitesse absolue ~ ne suf-
fira pas toujours pour atteindre le but.
Supposé la vitesse exprimée par a -f Vi. b, la
vitesse absolue sera a -f b , mais la longueur \/i.b
sera pour ainsi dire un chemin perdu , puisque la vitesse
a -j- b n'aura servi qu'à l'approcher de la longueur a du
but, ainsi a = n.
-ocr page 164-
155
Si la vitesse a été R^9, R marquera la vitesse absolue,
^9 indiquera la direction avec la distance positive , la ligne
directe au but.
Fig. 13. R\? = a + l/— 1.6; i/— 1. b sera nul par
rapport à la distance positive, la grandeur imaginaire est
nulle relativement mais non absolument.
Soit la distance directe , positive A ; la vitesse complexe
R\? ; dans combien de temps il arrivera ?
R\? =. a + V—1.6, ainsi le temps sera
Quelqu'un se rend à la même place avec la vitesse com-
plexe R ; il emploie m minutes ; par quelle forme sa
vitesse sera exprimée?
On aura R\x = - Or ; Fig. 13.
Ainsi \/{R2Or2) rS sera la vitesse perdue, et
la direction de R sera tare tang ^-.
i                ° Or
Un autre se rend au même lieu avec la vitesse »jV,
quand il y parviendra ?
-r- =-----= Un temps nég.dontla signification est connue.
Quand la vitesse était sofa ?
A _ A _ I/—1.A
v-i.i;
on ne con-
«if V~ *• * ~x
nait qu'un temps pos. et nég. , ainsi ce temps indiqué est
véritablement imaginaire et la chose est impossible.
-ocr page 165-
156
Les figures qui représenteraient ces problêmes, montre-
raient le sens de ces résultats.
La Fig. 17 représente un autre exemple.
La distance OA = 10 ; la vitesse OC = 4 ; le temps — 5.
L'équation serait 10 = 4.5; prenant la vitesse en sens
complexe 4fsc , l'équation sera 5. A^x — 10 ; t05 = ~vl ~ v
*\x = cos x -)- \/—l.sinic.
Ainsi on a cos x -j- V— l.sina? = \; cette équation
renferme les suivantes :
cos X = y-             V — 1 • sin X = 0.
Ainsi cos X = {. = cos 60°.
On a mis \/—1. sin 55 = 0; la raison en est que \ doit
être considéré comme \ •+• \/— 1. 0.
OB^ßO0 marque la route complexe , dont la valeur en
route directe positive n'est que OAfO.
Problème. — On demande la longueur et la largeur
d'un rectangle dont la circonférence est 72 mètres ; quand
on ajoute 4 mètres à la longueur et diminue la largeur
de 4 le contenu sera 340 mètres ?
L'équation sera (x — 4) (40 — x) = 340
et x = 22 ±: V— 1.4.
Le problême est-il impossible , parceque le résultat est
en forme complexe ; X représente une ligne ; une ligne en
forme complexe est-elle imaginaire , impossible ?
Le problême est impossible non parceque le résultat a
une forme complexe, mais parceque dans le cas énoncé
le résultat, pourque le problême fût possible , devrait être
un nombre absolu.
-ocr page 166-
157
L'équation {x — 4) (40 — x) — 340 n'est pas une
équation à quantités complexes , mais à quantités absolues ,
les signes — ne marquent pas des quantités nég. mais
des opérations.
Problême. — Deux couriers se rendent au même in-
stant de A à B ; la vitesse de l'un est \ lieue plus grande
que celle de l'autre par heure ; la distance de A à B est
18^ Lieues , encore il est dit que le second arrive à B
2 heures avant le premier.
On demande la vitesse et le temps ?
Soit la vitesse de l'un x ; l'équation sera :
181 = 1§| , g
iC + -ij-                  CC
Supposé qu'on n'ait pas remarqué l'absurdité de la
demande , on trouvera pour l'inconnu :
* = — i+ V—1.1 ; * + {=! + V-i.h
Ces formes étant complexes ne décident pas comme tel-
les l'impossibilité de la question.
Pour avoir le temps , on obtient :
181
= _l_v/_1.12;
= 1 — y—1.12.
18'
* + f-M
La différence de ces temps est de 2 heures ; mais les
formes complexes pour indiquer le temps montrent l'impos-
sibilité , puisque le temps ne peut être que pos et nég. ,
tout autre temps est impossible , imaginaire.
Les nombres complexes et les formes complexes ne ren-
ferment pas comme par exception un sens réel, quand ils
se rapportent aux grandeurs concrètes, citées dans les
-ocr page 167-
458
-exemples précédents ; dans beaucoup d'autres cas ces quan-
tités ont un sens réel quand elles désignent des grandeurs
de tout autre espèce.
La possession de quelqu'un consiste en effets publics ;
supposé qu'il possède :
ƒ 40000 à 90 pC.; ƒ 5000 à 80 pC; ƒ 6000 à 66 pC.
Cette possession pourra être exprimée de la manière
suivante :
40000(90 + i/—4.10); 5000(80 + j/—4.20);
6000(66 + [/— 4.34).
La somme des positives donne sa possession présente
actuelle ; la somme des imaginaires représente une valeur
relative qui actuellement n'a point de valeur.
Quand on demande si ces grandeurs imaginaires ont la
valeur absolue de Zéro ; la réponse sera que cette valeur
relative se rapporte aux circonstances et pour le présent
est nulle , mais qu'elle peut changer avec les circonstances
et le temps.
Les possessions de deux personnes dont l'une possède
90 -J- \/— 4. 40 et l'autre 90 ne sont donc pas absolu-
ment identiques.
Encore la possession de quelqu'un étant a -(- V—4.6,
a signifiera sa possession réelle, tandis que \/—4.6
pourra être regardé comme une somme qu'on lui a prêtée
pour un temps.
Un rentier a placé son argent à raison de 5 pC. ; par
-ocr page 168-
159
rapport aux intérêts son capital peut être exprimé par
m -(- j/ — l.n, signifiant que son capital est m ■+" n,
que m seul a donne l'intérêt, et que n n'a pas été placé.
Un marchand de vin a mêlé des vins de différente valeur.
100 Litres à /3; 50 Litres à /1; 100 Litres d'eau.
Supposé le prix du vin pur à ƒ 4.
La Fig. 14 représente la solution de ce problême.
OA. représente la valeur de 100 Litres à ƒ 4.
OB marquera les 100 Litres à /3, Ob sera la valeur;
OC
         »         100 Litres à /1 , OC' sera 50 Litres à ƒ 1 ;
Oc la valeur de 100 Litres à ƒ 1, Oc' la valeur de 50 Litres à/1 ;
OD marquera les 100 Litres d'eau , la valeur est = 0.
La ligne OD' représente la grandeur complexe , le vin
mêlé ; Oc" en représente la valeur.
Quelqu'un a les marchandises brutes exprimées par le
nombre complexe a\<p, dont le tare total est b ; on demande
d'abord le total des marchandises sans tare ; puis le tare
et les marchandises sans tare contenues en lOOfp.
Fig. 15. OB = afp = a (cos <P 4- 1/— i. sin 9).
Ob = a cos ? ; B6 — \/—1. a sin ? b.
OC = lOOf? = 100 (cos <P -)- i/— 1. sinP).
Oc =100 cos 9; Cc— i/—1. lOOsin?.
Fig. 16. Autre exemple. OBf#, marchandises brutes =
OB(cosd?-f i/—l.sinœ) = Oó+v/_ 1.B6.
'On en tire d'abord les brutes Oc\y ~
Oc (cos y 4- \/—l.siny) - Oc + V — l.Cc.
-ocr page 169-
160
Puis ODfz — OD (cos z -f- ]/— l.sin«) = Od -f i/—l.DcL
06 étant — Oc -}- Od , il en suit que toutes les mar-
chandises sans tare en sont tirées ; mais comme Bb le tare
total surpasse de BD' , le tare Ce -f- Bd contenu en OC
et OD, le reste BD' OE est de nulle valeur.
On a donc OB\x — Oc\y -J- ODf* -f OEff;
ou Ob+ ]/—i.Bb = (Oc + Od)-\- V— l-(Cc + Dd+'OE).
Il est déjà remarqué que les quantités complexes ren-
ferment implicitement non explicitement les quantités dans
lesquelles elles peuvent être transformées ; ainsi dans les
exemples donnés OB est = 06 + j/—\.Bb , mais non
OB = Ob -f- Bb et de même avec toutes les autres quan-
tités ou grandeurs complexes.
Pour achever un ouvrage on a employé des ouvriers à
forces inégales, savoir: 10 ouvriers complets; 5 dont les
forces peuvent être exprimées par § , 8 par f et 4 dont
les forces sont {•.
Les expressions algébriques suivantes donneront les tra-
vaux partiels et la totalité.
10 ouvriers complets = 10.
5à|                    = 5(f+v/-l.i).
8 à|                    = 8X1+1/—1.4).
4 ai                  _= 4(1+ V— l.j).
Le total sera (10 + 3| + 6| + 2) + \/— 1. <i£+ Ij + 2).
Le total en forme complexe pourra être transformée en
quantité complexe.
Le travail prêté par quelqu'un à un ouvrage est a\\20 ;
quelle en est la valeur?
-ocr page 170-
161
af 120 = a (cos 120 -f- i/ — 1. sin 120) ; a cos 120 a une
valeur négative, cequi signifie un travail anti-profitable;
]/—1. a sin 120 signifie un travail de nulle valeur posi-
tive, réelle; ainsi af4 20 = une valeur nég. -\- une valeur
non réelle.
Le temps employé à un ouvrage est exprimé par afp.
af <p — a (cosip -j- i/—l.sinp = acosp -|- V — La sin p.
a cos <p signifiera le temps qu'on aura travaillé; \/— l.asin¥>
le temps qu'on n'aura rien fait.
Les ouvriers qui ont été employés durant un certain
temps, sont indiqués par iy—1. a.
$/— l.o = af30 = a (cos 30 + |/— 4. sin 30).
a cos 30 = ouvriers qui ont travaillé ;
j/— 4. a fin 30= » qui n'ont rien fait.
Cequi précède ne renferme que quelques idées sur les
nombres complexes et les formes complexes en sens con-
cret ; — ces idées doivent-elles être jugées vides de sens ;
ne prouvent-elles qu'il est injuste de taxer en général
ces quantités ou ces grandeurs comme vides de sens, sans
réalité ; ne serait-il possible d'en tirer des avantages en
les introduisant dans l'algèbre pour marquer des valeurs
relatives t dans les équations. — Il ne sera pas hasardé
de prétendre que l'explication donnée des résultats sous
ces formes dans la solution des équations n'est pas sans
fond, sans raison.