牛顿对于微积分的证明

Chapter 1:牛顿的证明

牛顿在1665~1666年利用流数术(fluxion)来对微积分理论进行证明,该证明利用到了二项式定理(Binomial theorem),并因为其对流数的引用,早到了贝克莱(George Berkeley)的批评。证明过程如下:

如图所示,现有一非常值函数:

与X轴构成的面积为,则根据微积分知识,我们可知:

而牛则是从的结果出发,逆推出,从而证明微积分算法。

Fig.1 证明用图

需要通过(2)来证明(1),即在已知(2)的情况下推导出(1)。

首先构造矩形,其中(这个就被称为流数),使得 。

根据(2)则有:

令则有,

根据(3),(4)有,

在(5)两边同时取次方,

利用二项式公式,展开(6),

\left(1.7\right):{\left(\frac{an}{m+n}\right)}^n\left[ C^{0}_{m+n}X^{m+n}+ C^{1}_{m+n}X^{m+n-1}o+C^{2}_{m+n}X^{m+n-2}o^2+..\right]=C^{0}_{n}{Z\left(x\right)}^n+C^{1}_{n}{Z\left(x\right)}^{n-1}oV+C^{2}_{n}{Z\left(x\right)}^{n-2}{\left(oV\right)}^2+..

由于,

同时约去,得,

此时,将看作不等于零的数,即,则可以在(8)两边同时除以一个,则有,

此时,让 ,即,此时,得,

整理,得,

QED.

证明之后牛顿说,当有一函数,其围成的面积则为. 但是在文献中没有对这一说法给出具体的证明方法。

贝克莱所批判的点就在于流数在(9)式中被看作,而在(10)式中被看作,因此贝称其为“消失的幽灵”。

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