, DISSERTATIO MATHEMATICA
DE
LINEIS CUR
VIS,
EX DATiE
CUJUSDAM
TANGENTIBUS,
ORIUNDIS.
QJJ AM
APPKOBANTE AMPLISS. ORD. PH1LOS. UPS. PUBLICE EXAMUfÅNDAM PSOPONUKT
Mag.
JONAS J.
BRBENDSTRÖM
STIP. STIEGE.
ET x
CAROLUS
TÉNGBORG
STIP. YICT, YESTROGOTHUS.
IN ÅUDIT. GJJST. MAJ. DIE II MART. MDCCCiY.
'
II.- A, M. S.
U P S A L I Et TYPIS EDMANNIANIS
DE
LINEIS
CÜRVTS,
EX DAT./E CUJUSDAM TANGENTIBUS,
ORIUNDIS.
:S$^:
5. i.
Fost
ficiendam,inventam
fummsc necesftatismethodum
Fluxionum,
problemata.,varia,
quasad Mathefn
nonnifi fpe- per-ci.is anrehacpatuit foivendi aditus, generaliter foluta dedisfe Ma¬ li.ni,ificos, nemo efl quin jure profbcatur. Infer disquiftionesquas curvarum tangentes fpe<f,.nr, buud infimum tenebit iocum,
qua examini fuhjicianturcuivse, ea lege ex alia quadam
curva derivatas,
ut abfcisfa sequali pofita ipfus dataecurvasabfcisfas vel ordinatas,
or-dmata asqualis ff lineas cuidam ex datas curvas
tangentibus pendenti.
Si cuiva data ad duos referatur axes fbiperpendiculares,
ex
qua-cunquelinea Tangentiali quaftnor fuboriii posfunt curVas, quas
au-diant Curvx Subtangentium, Subnormnlium, Tangentium,
Nörma-lium, prout ordinata curvte invenleSdas eft curvae datae
Subtan-gens, Subnormalis, Tangens vel Normalis. Conamen igitur
quoddam juvenile tentaturis, harum curvarum mutuam relatio¬
nen!, & indolem inprimis ipfius curvas derivatas, confiderandi
principia, exhibere nobis animus fuit. Licet vero poft fummi
Hominis analyfarum vigilias, quid lucis a nobis docfrinas curva¬
rum accedat, jure fufpicetur quisque, hoc tarnen eo fatius
éo-nabimur, quod dignitatem materias, utpote, quantum nobis
qui-nem conftat, integras, quid iplius opella; candori defciat,
re-rompenfare fperemus.
Å §*
z
$. II.
Sit (Figg. I> II,
III,
IV)
aP
curvageneralis algebraica
Tel tranfeendens, ad axern concava
vel
convexa,cujus
coordina«
tx orthogonales
AM Sc
PM,
fi
hx
dicantur
xSc
y
refpedive,
X fundio abfeisfas x, Sc T
fuudip
ordiiwas
y\exprimi
hxc
Ii-nea curva poted, aut per
ssquationem
y =A
-+~
fXdx,
aut per
sequationem x =
B +
fFdyprout
ordinata
expresfa
fit:
per
fundionenVabfcwfae, vel abfeisfa perfuudronem
ördinatae;
qua; aquationesfunt algebraicse
Sc
curvam
exprimunt
algefraicam
„ quotiescunquefXdx
vel
fTdy
abfolute habeanrur*
$. 'III.
Si [Fig. I.) asquatibne y =
A-f-
fXdx,
curvapropoflta aP
expresfa fit, ejusque
fumantur duxiones,
habetur
dyzrzXdx,
ex quadx i
=r. -—r Sc d ordinata denotetur per zy
obtinetur
requatio
urvairr Sübtangentfs xI7, cujus*abfeisfa AM, & ordinata WM
aqualis
Sübtangentfs
MT.
Si
vero tequationis x =
B
-f-fTdy
curvampropofitam
expri-dy t
nientis fumantur fluxiones, prodit dx =
Tdy,
&
dx 1un-de adhibendo alteram Subtangentis
formulam,
d
ordinata
iterum
/ xdy\
B-\~fTdy
dicatur z, provenit
aequatio
%[
1=
,ad
cur¬
vam fubtangentis ct7lr
cujus
abfeisfa
Ay.
,Sc
ordinata
7Tja
aequa-Jüb Subtangenti
/xö..
•
Qjra-1 v
dy
Quoniäm vero ex asquatione prima ni — iss
X, habetur
dx
f xdy\ j< ,
sequatio
z!
\=si
x>ad
eurvamSubtangentis
a,IT,
cu-GlJQ i
9
jus
abfcisfa AM, &
ordinata
U.M
acqualis Subtangenti
//0;
&
dx
quum ex
asquatione
fecunda fit
~ =T,
provenit
asquatio
.3
f ydx\ t
t i = Ty, ad eurvam Subtangentis ont, eujus
abfcisfa
V fy ß
Afiy «Sc ordinata 7Ffx
sequalis
Subtangenti MT.
Si cttrva data fit aigebraica, & ordinata per
fundionem
abfeisfe vei vice verfa expresfa fit, atquerefolutione asquationum
abfeisfam per fundionem ordinatae & viceverfa
exprimere
de-tur, quattuor curvae
Subtangentium
ex quacunqueaigebraica
data
obnneii posfunt. Si vero curva
data
tranfcendens
fit,
quocafii
fXdx vei jTdy integfari nequeunt,
duas
tantum curvas confe-qui liceat, quarum unatranfcendens,
altera
veroaigebraica,
quan-<do X fundio efi aigebraica ipiius x,
vei T
ipfius
y.A -4-fXdx Quändo expresfio
-ordinatae
curvse Inventas ,vei
B fTdu
-^—,
in
formam ordinatae P
■+•
fXdx vei Q
-f*
fT
dy,
curva datte redigi potefi, qui
femper erit
cafus
exiftente
curva data aigebraica; ederivata
quattuordenuo
eodem modo
exhibe-P+fXdx
Q4-fTdy
^ri
posfunt
curvas, zzzz ; ,3= ~ »3 zzz
Xx,
X T
■K'
4 —
! ,
sr 2"*/, unde curvas Subtangentium iterum curvarum invenfa«
rum modo explicato nil vetat confequi.
v
Ex Iiis generaliter dedudis asquationibus darum eft, duas
priores curvas
Subtangentium
mutuam fervare convenientiam, &duas pofieriores aiiam iterum flbi propriam> utramque vero
Cha-racleriflicam,
Quoniam zdx trzxdy, <5c zdy zr ydx, & z in tertia &
quarta curva Subtangentis, fundio ert ipfius aut xaut y, eviden-tisfime patet inter areas has curvas derivatas & propofitae
conftau-tern esfe differential«, fen fzdx rr fxdy -4- 22, &fzdz ~ fijdx
+ D; quas differenfia fi> ut vulgaris eff cafus, evanefcat, areas
didae flbi invicem ssquaies crunt; & fi curva propofita perfede
quadrabilis fit, erunt hae duss ex illa derivatas abfolute
quadrabi-les. Ex bis faciiis deprehfcnditur methodus, ex quacunque cur¬
va propofita algebraica duas, & propofita trarifcendente unam
derivandi curväm, cujus area ad datam habeat rationem aut
as-qualitatis aut con(lantis differentias.
-Psopobita—ppnatur Faraböla Cubica fecunda, cujus requa»
~—3—
3 2 ]/adx """"" ~—
tloij~yax*, Grit dy — ,
& inde, fi fubtangens
cur-iVx
vas propofiac ut ordinafa confi erafur eadein manente abfcisfa x
f ydx"\
erit zz asquatio- ad eurvam
Subtangentis
Parabo-las Cubicae propofitae; qoum vero ex propofita aequatione x zzVT , , ,
3dyVy
/xdy^J
, habetur dx zz — —, Szz (z ■■ zz f- if, asquatio ad
Va 2Va
\
dxj
3
Jy
1
eurvam Subtangentis ajffcisfam habentis
propofitae
ordinafac, ambse cam«
lem; quje curvae Subtangentium ambse lineas exprimunt reda«
an-gulum datum cum axe facientes. Sic etiam habentur eeterse duae
f
xdy-x
3f
ydx\
3yyyz [ ~ -—A =f j/ax2
,, Sc z = —=
\ dx J \ dij j 2|/a
dem exprimentes Parabolam Cubicam, prima ad axem
conca-värn, altera eonvexam. Si liarum quadratura cum data comparetur,
quuni nulia opus eft conflantc addenda äquales inveniantur are«.
Sit AP Parabola Apollöliiana, cujus origo abfcisfarum m, Am rrr i, Mm —PM zzzy, erit «quatio y = ya yx-f-1;
ya. dx f ydx quum dy m ,
habetur
, 2 yx-f-1 . _z2 x -J- i se qua-d'j y2 •— a tio curvse Subtangentisj quum vero ex aequatione jczt * ,a
2ydy v. • ^ xdy
dx — -- , erit ad Subtangentis curvam xquatlo s ! =
!
a ' V dx j
y2 a
= .
quarum illa lineam exprimft recram, cum axe angu-lum datum effickntemj h*c vero j>arabolam ad axem
conca-xdlj \ xy$
vam. Sic ethm haberur z zz:~-7— irr:-—' —, ad aliam
\
dx
2Sujbtarigéntis curvam, cujus
abfcisfa
x Sc area fzdx r=rxdxya , T~*
1 ——~ v a. yx-wi. x-a . . n.
. -f- C; correcrtone lniututa
po-2yx-y i 3
nendo aream & abfcisfam xeodem momento evaät-fcentes, fit C zr:
J
2 yciv s> r J Ya• VxH~"I .x— 2 4-,2t/a s r ,
5 & fzdx ~ v Y 1 y : Si aream fxdy
3 . 3
eurvre datte integratione
&
correftione
eamdem
provenire
facits
- / ydx
\ patet.
Ad
ultimam
veroSu'btangeatis
curvam
habetur
~™~
J
ty*
—
—, ad
paräbolam
ad
«axemconvexhrn,}
heic
habetur
curvx
a
datas areafydx
iiißdu 2iß
J
•«-__— „q__ Q£
iafundione
ordina-J a 3 a
tse y exprimatur; quum vero area
evatiefcit, eft
y zzz
v«, ideo
2 ya 2 ..(w3—■«
Vü)
que
C=—
*Sc
fydx
=
jx .Curvae
deri-2/2
—y* ay 2 y
js?.J
-4- C5 fedfl 3.A
quoniam area
aequaÜs
«ft
quando
y
n
"J/ö,
habetur
C
■j/a 22/s -+-ct\/a
—.Sc fzdu
=3 • , unde darum
efl: inter
harum
cur-3 3«
varum areas, continuam de
conflantem
csfe
difFerentiam,
quajra
per ]/a indicare oporteat.
Qujeratur curva Subtangentls
Circuli cujus asquatio
y 33• - "*• xdx
f
ydx^
a4- j/fl* —x'2> quum
dy
;=habetur
z
Ya^-x2.
{i\/n*—m ^ ,■V ^
, aequatio curvse
Subtangentis
communemcum
x
a—y
.dy
data habentis abfeisfam x, Sc quoniam
dx
zzz"
,erit
s xdy\ 2ay—yz
z[ — , »quatio cnrvar
Subrangeiitis Circttlf>
v dx / a—y
cujus abfcisfa
»qjualis
e/1cfrcuii
ordihatasv
Eodem möda
obti-/
xdy^
x*
f
ydx^
a —y.Vy
netur z i — , I = ",&35S xT- 1— ~
-i
ax)
V*--**\
'yj
yyar-yConftrudionem fertig hanmi curvarum ope norm» mobilisr
de-dit Neutonus in iua mefhodo- Fluxionum, ejusque aream ibidem
Geometrice demon/lravit »qualeira eircuii, quod etiam ex no/lro
calcuio, t3c antea didis fequitur*
Sr
prapo/Iüa Ht
Tradoriacujus »quatio- dy—A
V
u
-Y
x dx- x f ydx \ ur "T — , & z I = T~
\
= ä* S/a- - x-V
y
7 X7\/rd
Z—
xz
.
dx
r leur
quumdij \f
_± ™a2-—x
:1°" dv r1
Sfa*-xP'* x dx X'
/ xd'y\
J5
^
J
rr
^/aa
_-yg,
g[ua
.aiquatio
ad.
circulum
mon-flrar aream circuli are» Tradori» esfe »qualeni,
quod
etiam ex:aiiis principiis novimus.
dx\Za—x
SstCyclois vulgaris, cujus »quatio dy
—• , fl ab«
JC
dx
yx_
Icisf» a- vertice ntnnerentur,- data; quoniam —= , erit
dy. <%/a-x
Evidens ert etiam, quoniam zdx r=
ydy Sc zdy =xdxt. atque z fumrtio ert aut ipfius x aut y, quod, quando z funtrtio
ilt quantitatis x, hoc cfl in prima curva Subnormalis,
area cur¬
vse Subnormalis femper sequaiis fit dimidio
quadrati ordinatse
curvse propofitse; & quando z fit fundio
quantitatis y, ut in
curva Subnormalis fécunda, area curvse Subnormalis
femper
se-qualis fit dimtdio quadrati abfeisfie curvse propofitse , atque has
curvas femper esfe quadrabdes, etiamfi
curva propofita non esfet
quadrabilis; hinc igitur facilis deprehenditur methodus, ex
qua-cunque curva propofita algebraica duas, & propofita
tranken-denti unam exhibendi curvam, quse femper quadrari
potert. Id peculiare tarnen k prsebef,. quod, area curvse ex tranfcendente
darivatse quadrari nequeat ut area fpeclata, fed
peragatur, fi
ea-dem area ut quadratum, fit confiderata,
Quoniam recrtanguium ex curvse cujuscunque SuB
fangentf
ydx xdy ydy xdx
hus ——- & -7—,vel
Subrrormalibus—-Sc-— sequale ert
recrtangu-dy dx dx- dy 1 0
lo fupra coordinafas, clarum ert
prodnda ex primse Sc fecundse,
vel primae Sc
tertias, vei fecundse Sc quarfse Curvse Subtangéntis
vel
SuhnormdIs~ordTnatty~^ymit«---fieri^
quoniarrp quodcnnque hoc: rectangulum sequabit rectangulo ex coordinalis curvse datse,
Sit cnrva data FaraBola Apolloniana sequatione
y ~ x
dx\/a r
ydy^\
aexpresfar erit dy =—- 9 unde z\ — I—", sequatio ad
2yX V dX y 2
y2
redarn axi fuo paralellanu Ex altera sepuatione
x , erit
d
2y~
dx==. unde z —- =: * sequatio ad ParaBolam.
«
K fy
I
aaxdx\ 2Xl/.X
/ xax<
Cubicam primam, Eodem modo habetur z
(
zzV dy' Va
(
ydy
\ad parabolam Cubicam Secundam asquatio, & z
—J=
a*
ad redarn axi fuo
paraleilam.
cly ci oc ~t ' * *
Propqnatur. dy zzz v ad Cycloidem aequatio}
qu©-Vx
triam habetur z
f=
,j/x
^
dxJ
\/x Vxquas asquatio {I per dx multiplicetur provenit zdx zzz
dxVa—x fi/a~xdx ... r ,
. i v ex cujus mtegratione patet aream Jzdx
yx J yx
12
deflgnatam esfe
per triangulumredanguium
yx
sequicrurum , cruribus Ordinate curva; datas aequalibus, quamvis
curva inventa non efl quadrabÜjs, ut, in fimiii cafu fieri, genera
liter antea inlimine paragraphi monitum ed.
«. v.
Sit [Fig.
III.)
aequatiogeneralis
curvasdatae
aP y —A-t-fXdx, erit
dy
zuXdx, &
ii
arcus curvasdatas defignetur
per r, habetur ejus iluxio dsQzn
ydx2 -+- dy2)
zzzdx j/i -f- X*,nnde fi ordinata curvas inveniendae denotetur per z, habetur
ae-yi ~4~X2.x. -4-fxdx t _ _ J ad curvatn Tan-X B 2 gen-quatio z
(—yJ£\
—dy)
~
12
géntis afl, cujus
abfcisfa AM,
daordinata
IIM
asqudis Tan«
genti PT. Exprimat x =■
B -f-JTdy
curvnmdatam,
eritdx
'= Tdy, Sa ds (™ ydx2 -4-dy2 zzi
dy\/i
-j-T2 } atqueexin-de adhibendo akcram Tangentis formiilam, fi iterum or» dinata dicatur z, proveniet aequatio Z
dx
J
j/i.-t T .B -\-JTdy ^
cürVam Tangentis exil
, cujus
abfcisfa
r. •
Afx, cc ordinata tt/x
aequalis Tangent!
PÖ,
Quoniam ex jcquatlone prima
dyzz
dx
\fi
Hh-X*2
>habe«
/' ** ————— X? '
#
tur asquatio z
|
= —j
*4-
X2
ad
curvamTangentis
^ ClX
J-/ r
ull, cujus
abfcisfa
AM Sa ordinata UM«qualfs TangentiTtf,
«5c quoniam. ex aequationefeeuuda.
efi ds
mdy
%/1
+T29pro.'
venrér~3eqtlätiö—ad curvam
Tangeotis
ty
&7I, cujus
abfcisfa A+t,
Saordinata
7l(A aequalis TangentiPTr
Evidens bind efl quod, quando curva data Et algebraica^ omnes quattuor exilla
ortasfiant aigebraicae, nifi
proprer defe-Sum algebrae, y per x, Savicisfim
x per y exprimi nequeat. Sivero data curva fit tranfeendenshoc efi quando X funclio fit
alge.braica, fed Xdx non i'ntegretur, una ex duabus quse
reful-tant, algebraica erit, altera
tranfeendens,.
r\ j• • V1"4"
^
"4"fXdx
.Quoties ordinata inventa
J
_ velX
V1»f- ^ uy
^ formam (Jatae curvse P -f-fXdx vel
T
?
Q-f-fTdy fufcipere
poteft
:j eodem
modo
exderivata
quattuor
l/i 4- X2 .P-f-fXdx habentur curva; z zxl .< i_ >
/
X
* =1/1 +
r*-Q-+fr4y.
z=Vl+x*,z=tjs/i-i-r>.
T
Ponatur circulus, cujus sequatio y = Y2 ax ■—
xa,
erit
dy
a —x.dx adx
— ~~
, & ds Qzz 1/dx2
dy2*)~
,unde
\/2ax-x2
Y2az~xi
z
(
^
^
=
**
^/~t7"V
*
,arquatio
curvae
invenieudae;
ex
al-\ dy / a-*~-x
tera vcro circuli sequatione xzxl a -f-
\/a2
~y2
>habetur
Ax
ydy ^ _ __
ady
^ / xds>kI 6cds (z:\/dx--±-dy2)= ,
unde
z|j
<%/«*•>—y*
S/a2
—yx
\dx
)
= a y Eodem modo habetur z
(=
»*4
ax
\/2ax— .X'
J .cujus naturam Sc proprietatem, illuflratam
de-dit Saury Tom. IV p. 144, & 2 2/fl.r
ay
^
dyJ
Ya''ij/ö
Quonlam pro
Cycloide dyzzdx
~, ex«jus
asquatione l/a? — ya habetur ds = ( Väx2-}- dy2 ~ ,dx Vx ya \ ay J Va (\/a-x —*jv
.dx.
curvseinveßigandse
asquatio;
alteram
ver©-xJ fa
f xds\ —
adhibendo Tangentis
formulam
erit~^7J
—
Ya
x
■>ad
Para«
bolam asquatio.
-Per QFig. IV)
generalem
curvas datas aP asquationem yzzÄ-\-fXdx, provenit dy zzzXdx, Sc ds Qzz fA/.r2 -4- dy2} rz:
ä?a*y'i 4-X2
, unde, ii ordinata dicat.ur habetur asquatio
f yds\ —
z
izz—^-
jzz
yi-\-
X2
tAfXdx,
ad
curvam
Normalis
«II, cujus abfcisfa AM^ Sc ordinata ILM^asqualis Normali PN.Ex altera asquatione generali x zz B+/Tdy, .erit dx = Tdyt
Sc ds[zz ydxz 4- dy2) zzdyYi-f-
T2
, unde, alteram
adhiben¬
do Normalis formulam, ii z iterum indicare ponatur
ordinatam,
ob-—
*5 —
( xds\ — ; ■ ..
obthietnr xquatiöz\ —"7— ) — V1 4~ Tz.B -\-fTdy ad
cur-I
ty
' .vam Normalis: art, cujus,
abfcisfa
AyT & orainata ttu asqualisNormali Pv»
sequatio £
Quum. vero ex asquatione prima ds zzz dx \d14-XT prodit
(==
X'^
- > ad cur vam Normalis a11,,
\
dij)
Xl
cujus abfcisfa AM, & ordinafa ni£f aequali* Normali Pvy åC quoniam ex asquatione fécunda ds zxz dyY1 4- Tz ? habetur
as-/ yds\ y \/1 4- Tz ?
quatio z
^
C3:
J
~ —■ad
curvaniNormalis
aivr ^
cujus abfcisfa Ay.y Sc crdinata. 7ry asqualis normali PN,
\
Persptcuu?/t hinc elT, quod quando data
ctrrva e/f
algehrar-ca, vel Xfuuciio cfl algcbraica? & fimul Xdx integrabilrs
cur-vas omnes ex data provenientes-cvudant algebraicse; fed fl data
tranfcendens fit, vef quandofXdx iuveniri nequit,
una ex. data
proveniens eld algebraica, altera tranfcendens^
Si expresflones: ordinatas inv entae \2l~f~*Xz
,A +fXdx9.
vel V^Hb '2* .B-Y-fTdy in formas P 4~fXdx, vel
Q-f-fPdy
trrnsiormari
posfunt,
e eurvis inventis quattuor denuo curva:in-dagari qucunt, qnasum aequationes z ,P-\-[Xdx.r
'
& A
*=V« +
f*
■Q.-hJYdy,
z=xs/l
+
x\z
=y^1
-*-
r'
X r
Proposita ilt circuli aequatio y— J/2ax x7 , habetur.
^r-— " —' , unde z
f
j
= ß,aquatio
ad retsam
V2cix-x2 x
dx
yaxi
paralellanij &
radio ab
axediftantem;
quumexpresfa
.t perady
11 eritds zn T HT, & aequatio ad curvam invenieudam
eva-V"2-v2
a*
dit z
I
— ) — - -p «. Eodem modo habentur ad y^2-?/2 yds \Exds ^
— dyj21
/" xds\ ax / reliquas aequationes 3<3c3
^
^ i —qu« curvis
eruendis
CQmpetunf.y
* • É -gS^L, I"
' ■ / )/xdx
Ex curva cujus aequatio dy zz —,
habemus
ds zzVa
, & aequatio curvae
inveAigandae
sf
zr: i ~j/a \ /
V/«-f-*rVxdx f xdf\
/ .atqueperalteramNormalisforrnuJam3 zrr— ]
Va ' ya
1
r
\ vdy)
=yax-b x*, aequatioiiem ad Hyperboiam sequilaterao)
confe-qui liccat.
pRM-k
y
§. VII.
Prjeter eurvas Tias prascipuas Tangentium, quas in
antece-dentibus calculo
quodammodo
exponere'fiuduimus
,alias
etiam haud inferioris momenti curvas ex tangentibus pendentes, quaseodem modo invefiigare licebit, obiter indicare velimus.v
Inter eas omnium primo occurrunt illas, quaruirf
ordinat«
sequales ponantur
funimas vei
differentias
inte,r
abfcisfam
&
Sub-tangentem; quarumque
dua; id
infigne
proprietatishabent,
utareaeäquales
dcprehendantur
retftangulo
fuper datas
curviecoordinatas
*,ceteras vero duas id proprietatis, ut areae aequales
fint
differen-tise inter areas ad concavam & convexam curvae dafse partes.
Deinde obveniunt ill» quarum ordinafae
asquales
ponanturfummae vel differentia; inter abfcisfam & Subnormalem, e quibus
duas habeant areas asquantes
dimidio quadrati ordinatas,
una cuindimidio quadrati