<<
>>

1.4.2. Определение. Вектор-функция , удовлетворяющая системе уравнений Эйлера-Пуассона, называется экстремалью функционала .

В случае функционала от одной функции экстремалью является одна числовая функция числовой переменной.

Замечание.

Уравнения Эйлера-Пуассона в случае, когда функционал содержит только производные первого порядка, называют уравнениями Эйлера.

1.4.3. Пример.

Среди гладких линий, соединяющих данные точки и , найти ту, которая при вращении вокруг оси образует поверхность наименьшей площади.

? Площадь поверхности вращения равна

Имеем простейшую вариационную задачу в пространстве

Множитель не влияет на наличие экстремума, поэтому будем считать, что интегрант . Составим уравнение Эйлера:

Уравнение не содержит . С помощью замены переменной находим общее решение

.

Покажем, что если , то . В самом деле,

Поэтому Мы нашли семейство экстремалей, зависящее от двух параметров и .

Для нахождения конкретных значений постоянных и используем краевые условия:

.

Это – система трансцендентных уравнений с неизвестными и (решается только численным методом, т.е. приближенно).

Экстремаль есть цепная линия (на рисунке – штриховая линия). Она получена из простейшей цепной линии сжатием-растяжением и сдвигом (свободно провисающая бельевая веревка имеет форму цепной линии).■

1.4.4. Пример.

? Составляем систему уравнений Эйлера-Пуассона для

Общее решение:

.

Используем краевые условия:

Имеется единственная экстремаль . ■

<< | >>
Источник: ЭЛЕМЕНТЫ ВАРИАЦИОННОГО ИСЧИСЛЕНИЯ И ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ (Учебное пособие). 2003

Еще по теме 1.4.2. Определение. Вектор-функция , удовлетворяющая системе уравнений Эйлера-Пуассона, называется экстремалью функционала .:

  1. 1.2.7. Определение. окрестностью точки пространства называется множество точек (т.е. функций) , удовлетворяющих неравенству
  2. 1.2.10. Определение. Если существует производная функциив точке , то она называется первой вариацией функционала в точке при данной вариации аргумента, и обозначается :
  3. Уравнения Ньютона-Эйлера
  4. Системы дифференциальных уравнений. Основные понятия и определения.
  5. Уравнение прямой по точке и направляющему вектору.
  6. Определение кривой уравнением и функции графиком
  7. 2.2.2. Определение. Пусть дана однородная линейная система дифференциальных уравнений
  8. 1.2.9. Определение. Говорят, что функционал
  9. Уравнение прямой по точке и вектору нормали.
  10. Уравнение плоскости по точке и вектору нормали.
  11. Применение функций от матриц к интегрированию системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами
  12. Уравнение прямой в пространстве по точке и направляющему вектору.
  13. 1.1.3 Определение ИПХ по дифференциальному уравнению, связывающему входной и выходной сигналы системы
  14. 12.Однородные функции. Формула Эйлера.
  15. Лабораторная работа № 5 Классы по данному модулю. Функция Эйлера.
  16. Уравнение плоскости по двум точкам и вектору, коллинеарному плоскости.
  17. 3. Теорема Рисса об общем виде линейного функционала для пространства непрерывных функций
  18. Уравнение плоскости по одной точке и двум векторам, коллинеарным плоскости.
  19. Интегрирование линейной однородной системы ДУ с постоянными коэффициентами методом Эйлера.
  20. Обобщенно-консервативные системы. Уравнения Уиттекера. Уравнения Якоби.