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MathTCG
#097 / 200•Foundations•MathTCG #097 / 500•★Commune•∫Analyse•Méthode & Idée

Changement de variable

Période historique : XVIIe - XVIIIe siècle (Euler, Lagrange)

Substituer une variable par une fonction pour métamorphoser une intégrale récalcitrante en forme triviale.

Contenu & Formulation mathématique

Principe de la démarche
Remplacement d'une variable par un difféomorphisme pour exploiter la dérivation des fonctions composées.
Champs d'application canoniques
Calcul d'intégrales définies et indéfinies, passage en coordonnées polaires ou sphériques, résolution d'EDP.
∫abf(φ(t)) φ′(t) dt=∫φ(a)φ(b)f(u) du(u=φ(t))\int_a^b f(\varphi(t))\,\varphi'(t)\,dt = \int_{\varphi(a)}^{\varphi(b)} f(u)\,du \quad (u = \varphi(t))

Genèse & Portée historique

Technique maîtresse du calcul différentiel et intégral permettant de simplifier une expression en posant une nouvelle variable u = φ(t). En intégration, elle exploite la règle de dérivation des fonctions composées pour transformer la mesure différentielle et les bornes d'intégration.

Euler en fit un usage prodigieux pour calculer les intégrales eulériennes (fonctions Gamma et Bêta) et résoudre les équations différentielles de la mécanique céleste.

« Changer de lunettes pour voir une équation obscure se métamorphoser en une ligne évidente. »

Filiations & Relations conceptuelles (0)

Cette notice constitue un axiome autonome sans relations directes enregistrées dans le recueil.

Objet de collection MathTCG

#097
★Commune
∫

Changement de variable

Analyse•MÉTHODE

Principe : Remplacement d'une variable par un difféomorphisme pour exploiter la dérivation des fonctions composées.

∫abf(φ(t)) φ′(t) dt=∫φ(a)φ(b)f(u) du(u=φ(t))\int_a^b f(\varphi(t))\,\varphi'(t)\,dt = \int_{\varphi(a)}^{\varphi(b)} f(u)\,du \quad (u = \varphi(t))
XVIIe - XVIIIe siècle (Euler, Lagrange)

Dans l'édition physique et numérique de MathTCG, cette carte appartient à l'extension Foundations.

Extension : Foundations (#097 / 200)
Numéro global MathTCG : MathTCG #097 / 500
Rareté officielle : Commune (★)
Domaine théorique : Analyse
Identifiant pérenne : changement-de-variable