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Après
des études secondaires à Nîmes et une prépa à Montpellier, Darboux est reçu
premier à l'ENS (École normale supérieure) et à Polytechnique. Désireux
d'enseigner, il choisit l'ENS. Normalien, il soutint une thèse de doctorat, Sur
les surfaces orthogonales (1866) dirigée par Chasles et enseigna aux lycées
Saint-Louis et Louis-le-Grand (Paris).
Darboux fonda le Bulletin des sciences mathématiques et astronomiques (1870). Maître de conférences (1872), il suppléa Liouville à la Sorbonne dans l'enseignement de la Mécanique rationnelle et remplaça Chasles à la Sorbonne en 1880 (chaire de géométrie différentielle, dite à l'époque géométrie supérieure).
Darboux reçut le prix Poncelet (1875) et le grand prix de l'Académie des sciences (1876) pour son Mémoire sur les solutions singulières des équations aux dérivées partielles et fut élu en cette Académie en 1884 où il remplaça Puiseux. Il sera doyen de la faculté des sciences de Paris en 1889. Parmi ses nombreux étudiants, on compte Picard, Goursat, Borel, Élie Cartan et le hollandais Stieltjes qui étudia et enseigna en France.
Ses Leçons sur la théorie générale des
surfaces et les applications géométriques du calcul infinitésimal
(1887), sont une synthèse et un approfondissement de tous les apports précédents
sur le sujet en particulier les travaux de Clairaut,
Meusnier ,
Monge,
Riemann,
Gauss,
Dupin,
Frenet,
Bonnet.
En théorie de l'intégration, l'intégrale définie
par les sommes de Darboux
pour les fonctions bornées ,
à savoir Smk(xk-xk-1)
où mk est la borne inférieure de f (ou supérieure)
sur [xk,xk-1] est équivalente à
l'intégrale de Riemann.
| Un lemme de Darboux : |
Ce résultat est parfois appelé théorème des valeurs intermédiaires mais il doit être distingué de celui de Cauchy :
si f est la dérivée sur [a,b] d'une
fonction g, alors f prend sur [a,b]
toute valeur comprise entre f(a) et f(b)
Le
cas dune fonction continue est trivial : si f est continue sur
[a,b], f admet une primitive g sur cet intervalle et g' = f; c'est dire
que f est la dérivée de g : on retrouve le
théorème des valeurs intermédiaires de Cauchy.
Une fonction bien sympathique, dite de Darboux :
| Fonction de Darboux : |
On pose, pour tout x réel :

On peut montrer que f est continue en tout point, mais dérivable en aucun point.
Pour
en savoir plus :
- Sur le site Numdam : La vie et l'oeuvre de Gaston Darboux par Émile Picard (1917)
- G. Darboux, Leçons sur la théorie générale des surfaces (Gallica) :
http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k77832x
Egalement disponibles en 4 parties sur le site de l'université du Michigan (USA) avec possibilité de recherche préalable en mode texte :
http://quod.lib.umich.edu/cgi/t/text/text-idx?c=umhistmath;idno=ABV4153.0001.001;cc=umhistmath- L'intégrale, par Paul Deheuvels - Que sais-je ?, n° 2250, P.U.F.