Solutio problematis Leibnitiani, de curva accessus & recessus aequabilis a puncto dato, mediante rectificatione curvae elasticae

Solutio problematis Leibnitiani, de curva accessus & recessus aequabilis a puncto dato, mediante rectificatione curvae elasticae

Solution of Leibniz's problem, on the curve of uniform approach to and recession from a given point, by means of the rectification of the elastic curve

Jacob Bernoulli · 1694 · Acta Eruditorum, June, p. 276 · ai-draft

Jacob Bernoulli 1694 ai-draft Latin

Source: original scan (archive.org:s1id13206610 (Acta Eruditorum 1694, June, pp. 276–280))
"Solutio problematis Leibnitiani, de curva accessus & recessus aequabilis a puncto dato, mediante rectificatione curvae elasticae", Acta Eruditorum, Leipzig (June 1694), pp. 276–280 — the closing section of Bernoulli's June 1694 elastica article, introduced by the running heading "Jac. B. Solutio problematis Leibnitiani …" (not a separately numbered paper in the Acta).

See this work in the timeline →

Downloads

This text is an AI draft and has not yet been human-checked. Spotted a mistake? Report an error.

Original (Latin)

Produced by claude-opus-4-8, effort: high (2026-07-29)

page 276

Jac. B. Solutio Problematis Leibnitiani

de Curva Accessus & Recessus aequabilis a puncto dato, mediante rectificatione Curvae Elasticae

page 277

Felicitatem inventi praecedentis commendare potest solutio elegantissimi Problematis Leibnitiani, de invenienda Linea, per quam descendens grave aequaliter aequalibus temporibus a dato puncto recedat, vel ad illud accedat: quod laudatissimo suo Auctori ita placuit, ut non tantum ad ejus tentamen Amicos pariter & Adversarios aliquoties in Actis provocarit (vid. Anno 1689, Apr. p. 198, & 1690. Maj. p. 229, & Jul. p. 360,) sed & ipse quoque strenue in illo desudarit, testibus nonnullis Curvae proprietatibus, quas Gallorum Diario inseri curavit, ut ex relatione Fratris habeo, qui tamen illas nominare mihi non potuit. Multus etiam in eodem fuit ipse Frater, dum Parisiis ageret, sed omni sua methodo Tangentium inversa aliud nil effecit, quam ut Problema ad hanc aequationem differentialem reduceret: $(x\,dx + y\,dy)\sqrt{y} = (x\,dy - y\,dx)\sqrt{a}$, ad quam tamen etiam nullo labore pervenitur. Plenariam vero illius solutionem, sive constructionem, nec ipse nec quisquam alius dare potuit. Nuper cum praecedens Schediasma pararem Lipsiam, partemque inventi cum figuris ipsis jamjam chartae consignassem, scrutinium hujus Lineae suscepi occasione novorum Theorematum, quae ibi dedi pro Radiis circulorum osculantium in Spiralibus (quorum tamen investigatio & ipsa incidenter tantum fiebat; praecipua enim inventi capita sub calamo demum mihi nascebantur) mox etiam post pauca conamina optatum finem consecutus sum; ubi hoc perquam singulare mihi accidit, ut absoluta analysi animadverterem, Curvam Elasticam, quae qualemcunque tantum occasionem huic tentamini dederat, illam ipsam esse, cujus rectificatione altera posset construi. Nam quanquam idem liceat exequi mediante quadratura spatii alicujus Algebraici, alterum tamen construendi modum praeferendum censeo, tum quod generaliter facilius in praxi rectificentur curvae, quam quadrentur spatia, tum praesertim quod ipsa natura (si quidem convenientem tensionis legem observet) illum praescripsisse videatur.

Constr. Descripta itaque Curva Elastica tertiae constructionis (Fig. 3) caeterisque positis ut prius, applicetur in utroque quadrante circuli $BL$, $LG$, recta $\varepsilon\zeta$ aequalis ipsi $Ag$ seu tertiae proportionali ad $AB$ & $AE$ (hic in dextro tantum quadrante ducta apparet, ut linearum confusio vitetur) & ex ducta $A\varepsilon$ (productaque si sit opus) abscindatur $A\alpha$ aequalis tertiae proportionali ad rectam $AB$ & portio-

page 278

nem Curvae $AQ$ in sinistro, vel $\varphi RQ$ in dextro quadrante; eritque punctum $\alpha$ in Curva quadam $A\chi\omega\eta$, ita comparata, ut grave per illam latum (si prius ex altitudine $iA$ deciderit) aequalibus temporibus aequaliter ad punctum $A$ accedat, aut ab illo recedat. Cujus constructionis demonstrationem (ut Celeb. Problematis Auctorem, aliis occupatissimum, examinandi labore sublevem) hic appono.

Fig. 3: the elastic curve, the isochronal curve
$A\chi\omega\eta$, and the auxiliary circle, quadrants and construction lines used in the
demonstration.
Fig. 3.

Dem. Descriptus intelligatur centro $A$ arculus $\beta\delta$, abscindens ex applicata $A\alpha$ Elementum $\alpha\beta$, & ex Curva Elem. $\alpha\delta$, cui concipiatur in vertice portiuncula isochronos $A\omega$. Jam Ratio $\beta\delta$ ad $\alpha\beta$ composita est ex sequentibus 5 rationibus:

\[ \begin{aligned} \beta\delta : \text{Elem. periph. } B\varepsilon &:: A\alpha : A\varepsilon. \\ \text{Elem. periph. } B\varepsilon : \text{Elem. } \varepsilon\zeta &:: A\varepsilon : A\zeta, \qquad \text{ex natura Circuli.} \\ \text{Elem. } \varepsilon\zeta : \text{Elem. } AE &:: 2AE : AB, \qquad \text{per constr. \& princ. calcul. in fin. parvorum.} \\ \text{Elem. } AE : \text{Elem. } AQ\ (\varphi RQ) &:: A\zeta : AB, \qquad \text{ex nat. curvae } AQ, \text{ ut collig. ex coroll. 2. constructionis tertiae praeced.} \\ \text{Elem. } AQ\ (\varphi RQ) : \alpha\beta &:: AB : 2AQ\ (2\varphi RQ), \qquad \text{per constr. \& princ. calc. inf. parv.} \end{aligned} \]

unde facta divisione per communes rationum antecedentes & consequentes, $\beta\delta : \alpha\beta :: A\alpha : AB + AE : AQ\ (\varphi RQ,)$ & $\beta\delta^{2} : \alpha\beta^{2} :: A\alpha^{2} : AB^{2} + AE^{2} : AQ^{2}$ vel $\varphi RQ^{2}$ ($\varepsilon\zeta : A\alpha$, per constr.) $:: A\alpha^{2} \times \varepsilon\zeta : AB^{2} \times A\alpha :: A\alpha \times \varepsilon\zeta : AB^{2} ::{}$ (ob similitudinem Triangulorum $A\alpha\gamma$, $A\varepsilon\zeta$) $A\varepsilon \times \alpha\gamma : AB^{2} :: \alpha\gamma : AB\ (Ai)$, componendoque $\alpha\delta^{2} : \alpha\beta^{2} :: \alpha\gamma + Ai : Ai$; & proinde $\alpha\delta : \alpha\beta :: \sqrt{\alpha\gamma + Ai} : \sqrt{Ai} ::{}$ celeritas acquisita in $\alpha$ : celer. acquis. in $A ::{}$ (ex natura descensus gravium) $:: \alpha\delta : A\omega$ (per hyp. quia aequalibus tempusculis transiri supponuntur). Ergo $\alpha\beta = A\omega$. Ergo grave per hanc Curvam latum aequaliter aequalibus temporibus a puncto $A$ recedit. Q. E. D.

Quae hic praecipue observanda veniunt, sunt sequentia:

1. Si grave altius vel humilius, quam ex $i$, decidere supponatur, puta ex $\tau$, non opus est nova Elastica: Sufficit haec una omnibus Curvis isochronis describendis. Omnes enim inter se similes sunt, determinanturque, faciendo tantum, ut $Ai$ ad $A\tau$, sic $A\alpha$ ad aliam $A\alpha$ abscindendam ex eadem $A\varepsilon$. Estque ipsa curva Schematis nostri constructa pro gravi tanquam ex $\tau$, non $i$, decidente.

2. Sed & infinitae dantur aliae, quas grave ex eadem altitudine

page 279

$\tau A$ delapsum ita permeare potest, ut aequabiliter ad punctum aliquod accedat vel recedat; at illud continuo diversum ab $A$; nec nisi per unicam curvam ex eadem altitudine, respectu ejusdem puncti, accessus vel recessus aequabilis effici potest.

3. Curva nostra Isochronos initium capit in ipso puncto $A$, cujus respectu motus aequabilis est, & terminatur in puncto $\eta$ ejusdem cum illo altitudinis; utraque vero extremitate tangit horizontalem rectam $A\eta$. Unde flexum contrarium habere constat. Quod si ex altera parte statuatur huic similis & aequalis curva $A\lambda\theta\psi$, & grave dimittatur ex $\eta$ cum celeritate, quam acquirere potest cadendo ex altitudine aequali ipsi $\tau A$, illud primo descendendo ad $\omega$, mox reascendendo, aequabiliter ad $A$ accedet, indeque pergendo continue per alteram $A\lambda\theta\psi$ ab eodem puncto $A$ eadem ratione elongabitur.

4. Tangens Curvae in locis intermediis, velut $\alpha$, reperitur, si ducta $A\mu$ perpendiculari ad $A\alpha$, fiat, ut $\sqrt{A\tau}$ ad $\sqrt{\alpha\gamma}$; ita $A\alpha$ ad $A\mu$; ducta enim $\alpha\mu$ curvam tanget: quod vel ex usu, quem praestare debet curva, facile infertur.

5. Recta $A\eta$ quadrupla est rectae $A\theta$.

6. Si in Elastica punctum $Q$ assumatur tale, ut tertia proportionalis ad subtangentem $Pp$ & rectam $AB$ aequetur curvae $AQ$, invenietur ejus ope punctum $\chi$ portionis $A\chi\theta$, quod omnium maxime distat a perpendiculari $A\theta$.

7. Sin punctum $Q$ ponatur tale, ut tangens $Qp$ aequetur curvae $\varphi RQ$, illo mediante habebitur in altera punctum $\omega$, omnium infimum & remotissimum ab horizantali $A\eta$.

8. Tandem & hoc advertendum est, quod ex propositi Problematis constructione proclive jam colligere sit, quales suppositiones faciendae, ad reducendam aequationem $(x\,dx + y\,dy)\sqrt{y} = (x\,dy - y\,dx)\sqrt{a}$. Nam si loco $x$ & $y$ assumantur duae aliae indeterminatae $t$ & $z$, ponendo $ay = tz$, & $ax = t\sqrt{aa - zz}$; prodibit aequatio, in qua separari possunt indeterminatae $t$ & $z$ cum suis differentialibus a se invicem; quod sufficit ad constructionem deinde, saltem per quadraturas, expediendam. Duo enim in hoc calculo adhuc praecipue desiderari videntur, quae si semper fieri possent, omnia reperta essent; unum ut differentialia secundi altiorumve generum ad differentialia primi reducantur; alterum, ut in aequationibus differentialibus primi

page 280

generis indeterminatae, si invicem permixtae sint, a se mutuo separentur, ut unaquaeque cum sua differentiali peculiarem aequationis partem constituat, h. e. ut reperiatur methodus inversa tangentium. Pro utroque dedi Regulas quasdam (pluresque sine fine dare possem) similes illis, quas Frater Parisiis apud Marchionem Hospitalium deposuit, quibusque methodum inesse initio existimarat. At statim sensi, illas non continere nisi artificia quaedam particularia, quae methodum appellare non ausim, utpote qualem non magis dari posse arbitror, quam dari potest universalis methodus pro construendis Aequationibus Algebraicis quorumvis promiscue graduum. Illa enim (cujus olim in Actis mentio facta est) qua pono indefinite $0 = a + bx + cy + exy$, &c. & quaero deinde ejus ope lineae tangentem, vix aliter quam in speculatione succedere videtur. Quod dictis fidem faciat, hoc esto, quod praesens Problema, quanquam ut apparet haud admodum difficile, nullius regulae methodive hactenus repertae ope solvi a quoquam potuerit.

Report an error in this text →

Revision history (6)