Stesura provvisoria
In attesa di Robinson
In questo periodo ho avuto modo di ripensare alla nozione di infinitesimo ricordando, ad esempio, la nota critica dell'abate Berkeley al concetto di infinitesimo; lβinfinitesimo veniva aspramente criticato per quella sorta di antinomia che lo voleva eguale allo zero e diverso dallo zero al contempo. Sono partito da una diseguaglianza ben ovvia o meglio dal sistema seguente di diseguaglianze: 1 0 < ππ₯ < π Tali diseguaglianze sono vere comunque si prenda n intero assoluto, arbitrariamente grande. CiΓ² Γ¨ possibile ricordando che lβinsieme N Γ¨ illimitato superiormente. In termini sintetici Γ¨ vero che: 1 0 < ππ₯ < βπ βπ . π
1
In particolare risulta ππ₯ < π βπ βπ . Questa ultima precisazione ha una implicazione. Non Γ¨ lecito scrivere una relazione del tipo 1 1 1 < ππ₯ < in quanto la relazione ππ₯ < deve essere intesa come vera π+1 π π per ogni intero assoluto n. In estrema sintesi, risulta che: 1 1 ππ₯ β (π+1 , π ) comunque si prenda n intero assoluto. Se per ipotesi si fissa un k intero per il quale Γ¨ vero 1 1 1 1 ππ₯ β (π , πβ1 ) assumendo implicitamente ππ₯ β (π , πβ1 ) e cioΓ¨ per π < π 1
1
o in termini ampi ammettendo ππ₯ β (π , πβ1 ) quando j β {1, 2, β¦ . , π} .
Anche questa sorta di artifizio confligge β se limitata ad un dato k intero 1 assoluto β con lβassunto ππ₯ < π . Se ci si limita a riflettere su k intero assegnato, astrattamente si dovrebbe dire che nulla si potrebbe dover dire per π > π . Infatti, si potrebbe ipotizzare esista un π intero, tale che π > π o anche π β« π per il quale sia 1 1 ππ₯ β (π+1 , π ). Tale condizione di esistenza importa come conseguenza sia
1
π+1
< ππ₯ <
1
π
. Ma ciΓ² contraddice la condizione ππ₯ <
1
π
.
1
Si potrebbe obiettare che potrebbe essere 0 β€ ππ₯ <π. Il che equivale ad affermare che ππ₯ = 0. CiΓ² Γ¨ evidente in quanto la condizione ππ₯ = 0 assorbe tutte le altre, con essa, ovviamente, 1 compatibili e cioΓ¨ ππ₯ =0 Γ¨ compatibile con 0 < . π
In questo caso il problema sembra nascere quando si trattano le derivate come avviene elementarmente come rapporto di due infinitesimi del tipo ππ¦ = π facendo il passaggio dy =πππ₯. ππ₯ Qui lβassurditΓ , almeno a livello elementare, si realizza proprio ponendo ππ₯=0. Teorie superiori non dovrebbero poter contraddire teorie βinferioriβ, o meglio, elementari. Mi pare si sia capovolta la questione. Ora, parrebbe che dx non puΓ² essere nΓ© dx =0 nΓ© essere ππ₯ < In altri termini, per dx non cβΓ¨ posto sulla retta reale. 1
1 π
β 0.
Eβ possibile considerare lβampiezza degli intervalli aperti (π , variare di n a partire da un dato n, per esempio π = π 0 . π+π₯+1β(π+π₯) π+π₯+1βπβπ₯ 1 Tale distanza ππ₯ = = = 2 2 (π₯+π₯)(π+π₯+1)
(π₯+π₯)(π+π₯+1)
PiΓΉ precisamente per π = π 0 si ha:
π +ππ₯+π+π₯π+ π₯ +π₯
1 πβ1
) al
π+π₯+1β(π+π₯)
ππ₯ =
(π₯+π₯)(π+π₯+1)
=
{0}.
1 π20 +2π0π₯+π0 + π₯2 +π₯
al variare di x in π0 essendo π0 = π βͺ
Le ampiezze ππ₯ decrescono al crescere di x. Con riferimento ad un intervallo sinistro dello zero si ammette sia vero 1 1 che β < βππ₯ < 0 . Moltiplicando i membri per (-1) si ha > ππ₯ e quindi ππ₯ <
π 1 π
π
. Esito coerente con la definizione.
Il caso particolare ππ₯ = 0 conduce alle seguenti relazioni: 1 1 β π < βππ₯ β€ 0 β€ ππ₯ < π che si riduce (per ππ₯ = 0 e anche per |ππ₯ |= 0) ad 1
1
π
π
affermare che - < ππ₯ = 0 < 1
1
π
π
. CiΓ² Γ¨ formalmente coerente in quanto 0 1
β (β , ) β π β π. In altri termini |ππ₯ | < | | . π
Anche nella definizione di derivata nella sua formulazione βelementareβ, quella di Leibnitz andrebbe intesa nel senso che dx deve intendersi 1 caratterizzato dalla condizione 0< ππ₯ < π . ππ¦
Il che puΓ² condurre al caso ππ₯ = 0 (caso della funzione costante o caso di massimo o di minimo della funzione π¦ = π(π₯)) . Nella definizione di derivata dovuta a J.B. Fourier si scrive: π(π₯+β)βπ(π₯) 1 |β| < | | . πβ²(π₯) = lim con ciΓ² implicitamente ponendo 0 < β π ββ0 β²( ) ( ) ( ) Il che consente di dire π π₯ = 0 quando lim π π₯ + β β π π₯ = ππ¦ = 0 . ββ0
CiΓ² con riferimento alle notazioni classiche. A meno di una complicazione che pure potrebbe essere eccepita si ππ¦ = lim π( π₯ + β) β π(π₯) ββ0 potrebbe ipotizzare di scrivere { . ππ₯ = β β 0 Anche gli sviluppi superiori dovrebbero tenere conto della utilitΓ in concreto della derivata da intendersi come riferita ad una variazione della variabile indipendente ππ(π₯) = ππ¦ per una variazione βinfinitesimaβ della variabile indipendente che passa dal valore π₯0 al valore π₯0 + ππ₯ . Nei termini piΓΉ generali fβ(x) deve intendersi (quando esiste e in termini di unicitΓ ) come una funzione di una funzione data f(x).
Per certi aspetti il βvero infinitesimoβ Γ¨ ππ₯ = β β 0 con π( β, 0) β 0 ma non quantificabile. La condizione ππ₯ β 0 Γ¨ ricondotta alla ragione concreta dellβintroduzione della derivata, cioΓ¨, studiare lβandamento di f(x) al variare della x. Il valore di ππ¦ = π β²(π₯)ππ₯ Γ¨ in concreto tra i risultati ammissibili sia in termini infinitesimi che in termini di eguaglianza allo zero, risultando 1 nei casi concreti, qui di interesse, che sia ππ¦ = 0 β |ππ¦| < |π| βπ β π . Conclusione provvisoria (in attesa di approfondire studiando lβAnalisi non standard di A. Robinson): lβinsieme degli infinitesimi Γ¨ costituito da entitΓ numeriche comprendenti lo zero reale (0) e realtΓ numeriche non collocabili sulla retta reale. Ipotesi: Lβinsieme degli infinitesimi Γ¨ costituito da elementi non reali (ipotesi ristretta) atteso che lo zero reale (che dovrebbe giustificare i casi dy = 0) lo Γ¨ solo formalmente. PerchΓ© mai dovrebbe esistere questa doppiezza (non collocabilitΓ sulla retta reale) tra la generalitΓ degli elementi e lo zero reale ? Lβinfinitesimo ππ₯ dovrebbe ritenersi una sorta di costante sui generis e ciΓ² non sarebbe vero per dy legato a dx dalla grandezza reale k, dipendente da x.
Roma, 3 e 6 giugno 2021 Patrizio Gravano