2. Se fac calculele si se imparte "egalitatea" cu t.3. Se face t=0. (<strong>De</strong>sigur, trebuie facuta mai intai o simplificare prin t).4. Se rezolva ecuatia obtinuta; solutiile s<strong>un</strong>t extremele locale (de fapt satisfac conditianecesara, exprimata in termeni actuali prin f( x) 0).<strong>De</strong>sigur, algoritmul precedent (care depinde in mod esential de existenta, <strong>la</strong> pasul 3, a <strong>un</strong>orartificii de calcul) este o forma imprecisa de a defini <strong>derivata</strong> f<strong>un</strong>ctiei f :f ( x t) f ( x)f( x) lim t 0tLeibniz si Newton il citeaza in mod sistematic pe Fermat at<strong>un</strong>ci cand definesc (fiecare in modindependent si original, dar echivalent) noti<strong>un</strong>ea de <strong>derivata</strong>.Ulterior, Fermat adapteaza algoritmul de mai sus pentru a defini tangenta <strong>la</strong> o curba, iar<strong>metoda</strong> propusa de el pentru af<strong>la</strong>rea extremelor este echivalenta cu afirmatia ca intr-<strong>un</strong> p<strong>un</strong>ctde extrem local tangenta <strong>la</strong> grafic este orizonta<strong>la</strong> (in esenta, acest rezultat este c<strong>un</strong>oscut azisub numele de "teorema lui Fermat").Metoda lui Fermat pentru tangenta <strong>la</strong> o curba.Si Leibniz si Newton au considerat ca ideea de a aproxima tangenta cu o coarda "apropiata" iiapartine lui Fermat.Fie f<strong>un</strong>ctia f si fie <strong>un</strong> p<strong>un</strong>ct P(x,y) pe grafic.Pentru a gasi tangenta PT in p<strong>un</strong>ctul P(x,y) consideram <strong>un</strong> alt p<strong>un</strong>ct pe curba, P1( x , y1)sitrasam coarda PP1. Pentru <strong>foarte</strong> mic, panta dreptei PP1este "aproximativ ega<strong>la</strong>" cu pantaf ( x ) f ( x)tangentei PT. <strong>De</strong> fapt Fermat simplifica raportulprin si apoi p<strong>un</strong>e =0.<strong>De</strong>sigur, <strong>metoda</strong> presup<strong>un</strong>e <strong>un</strong> artificiu de calcul depinzand de forma concreta a f<strong>un</strong>ctiei f.
Formu<strong>la</strong> f<strong>un</strong>damenta<strong>la</strong> a calculului diferential si integralLa jumatatea sec. al 17-lea, se ad<strong>un</strong>asera o serie de rezultate care constituiau in fapt ideile debaza ale calculului diferential si integral. Totusi, lipseau ideile "<strong>un</strong>itare", capabile sainlocuiasca ingeniozitatea geometrica si artificiile algebrice cu metode generale si sistematicede rezolvare a problemelor. Aceste metode au fost descoperite de Isaac Newton (1642- 1727)si Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716). Cei doi au reusit sa defineasca (desi nu inmod riguros - lipsea inca noti<strong>un</strong>ea de limita!) noti<strong>un</strong>ile generale de integra<strong>la</strong> si <strong>derivata</strong> si sale aplice corect pentru a rezolva numeroase probleme. Forta metodei lor consta in caracterul"algoritmic" - spre deosebire de incercarile particu<strong>la</strong>re de pana at<strong>un</strong>ci. Nu intram in aman<strong>un</strong>teaici, vom prezenta doar rationamentul care i-a condus pe cei doi (in mod independent) <strong>la</strong>formu<strong>la</strong> f<strong>un</strong>damenta<strong>la</strong> a calculului diferential si integral (numita si formu<strong>la</strong> Leibniz-Newton)si "definitiile" date de Leibniz derivatei si integralei.<strong>De</strong>rivata definita de Leibniz"Explicatia" lui Leibniz in incercarea sa de a defini <strong>derivata</strong> f<strong>un</strong>ctiei y=f (x) incepe prinformarea catuluiyf ( x1) f ( x)x x1xLimita acestui cat pentru x0este <strong>derivata</strong> f<strong>un</strong>ctiei f in p<strong>un</strong>ctul x, notata astazi f( x)(notatie introdusa de Lagrange). Leibniz foloseste pentru aceasta limita notatia dydx , sugerandca <strong>derivata</strong> este <strong>un</strong> "raport" intre doua cantitati infinitezimale (acest fapt ne aduce aminte deindivizibili). El sp<strong>un</strong>e:" x nu tinde <strong>la</strong> zero. In schimb, "ultima valoare" a lui xnu este zero, ci o cantitate "infinitmica" , o "diferentia<strong>la</strong>" , numita dx ; in mod simi<strong>la</strong>r, y are o "ultima" valoare infinit mica,dydy. Catul acestor doua diferentiale infinit mici este <strong>un</strong> numar obisnuit,dx ."Conform acestei "definitii", Leibniz numea <strong>derivata</strong> "cat diferential". Cantitatile "infinit mici"erau considerate ca <strong>un</strong> "tip nou de numere", care erau nenule dar mai mici decat orice numarreal pozitiv. Este c<strong>la</strong>r ca nu era comod de lucrat cu o asemenea noti<strong>un</strong>e si numai cei cuadevarat talentati puteau aborda probleme de calcul diferential si integral. Trebuie mentionatca Leibniz si Newton si toti marii matematicieni din secolele 17 si 18 - fratii Jakob si JohannBernoulli, Leonhardt Euler, etc. - au reusit sa dezvolte si sa aplice corect metodele calcululuidiferential si integral chiar si in absenta <strong>un</strong>or definitii riguroase pentru <strong>derivata</strong> si integra<strong>la</strong>.Acestea vor veni in sec 19, o data cu definirea conceptului de limita.Integra<strong>la</strong>In mod asemanator, integra<strong>la</strong> era considerata o "suma infinita " a <strong>un</strong>or "cantitati infinit demici", f(x)dx . Leibniz a notat aceasta "insumare" cu simbolul f ( x)dx , pastrat si astazi (casi notatia sa pentru <strong>derivata</strong>, dydx ).Formu<strong>la</strong> f<strong>un</strong>damenta<strong>la</strong>Noti<strong>un</strong>ile de integra<strong>la</strong> si (intr-o masura mai mica) cea de <strong>derivata</strong> aparusera inca inainte deLeibniz si Newton. Era nevoie de descoperirea legaturii dintre cele doua. Intr-<strong>un</strong> anumit sens,integrarea si derivarea s<strong>un</strong>t operatii inverse.Fie f o f<strong>un</strong>ctie (putem presup<strong>un</strong>e ca este pozitiva, pentru a avea intuitia ariei-dar nu este o