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keynote:lesson12

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keynote:lesson12 [2010/06/22 16:39]
10921070
keynote:lesson12 [2023/08/19 21:02] (current)
Line 76: Line 76:
 EULER定理 若曲线Γ:y = y(x)在等周条件(48)及边界条件(49)下使泛函(50)达到极值,则存在常数λ,使y(x)满足泛函\\ EULER定理 若曲线Γ:y = y(x)在等周条件(48)及边界条件(49)下使泛函(50)达到极值,则存在常数λ,使y(x)满足泛函\\
  
 +<​note>​note</​note>​
  
- --- //​[[1@1|徐斌]] 2010/06/22 16:30// 
  
-==== 5 变分问题中的直接法 =====+===== 5 变分问题中的直接法 ===== 
 + 
 +=====5 变分问题中的直接法 =====
  
 ==== 5.1 里兹法 ==== ==== 5.1 里兹法 ====
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 *选取Y的基函数 *选取Y的基函数
-$\varphi_1(x),​\varphi_2(x),​\cdots,​\varphi+n(x),​\cdots$ ​    ​(57)\\+$\varphi_1(x),​\varphi_2(x),​\cdots,​\varphi_n(x),​\cdots$ ​    ​(57)\\
  
 对任意$ y(x) \in Y,y(x) $ 都可以表示为$\{\varphi_i(x)\}$的有限维或无限维线性组合。特别的,对极值函数f(x),​也有 对任意$ y(x) \in Y,y(x) $ 都可以表示为$\{\varphi_i(x)\}$的有限维或无限维线性组合。特别的,对极值函数f(x),​也有
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 *对每个n,​考虑由$\varphi_1,​\varphi_2,​\cdots,​\varphi_n,​生成的线性子空间Yn,设\\ *对每个n,​考虑由$\varphi_1,​\varphi_2,​\cdots,​\varphi_n,​生成的线性子空间Yn,设\\
 $y_n(x) = sum_{i=1}^n \alpha \varphi_i(x) \in Y_n$\\ $y_n(x) = sum_{i=1}^n \alpha \varphi_i(x) \in Y_n$\\
-由泛函J[y]就确定了n元函数\\+由泛函J[y]就确定了n元函数\\
  
  
 +$J[a_1,​\cdots,​a_n] = J[y_n]=\int_{x_0}^{x_1}F[x,​sum_{i=1}^n \alpha_i\varphi_i(x),sum_{i=1}^n \alpha_i\varphi_i(x)^{'​}]dx$\\
  
  
 +*对每个n,选取$a_{1}^(n),​a_{2}^(n),​\cdots,​a_{n}^(n)$使J[yn]、取极值,也就是由方程组\\
  
 +$\frac{\partial}{\partial a_i}J[y_n] = 0, i = 1,2, \cdots,​n,​$\\
  
 +来确定$a_{1}^(n),​a_{2}^(n),​\cdots,​a_{n}^(n)$,然后用得到的函数\\
 +$f_n = sum_{i=1}^n \alpha_i^(n)\varphi_i(x)$\\
 +作为变分问题的近似解\\
  
 +几点说明:\\
 +*上面求得的fn是序列(57)中前n个函数所有可能的线性组合中使泛函J[yn]达到极值的函数。这样得到的序列f1,​f2,​...,​fn,​...称为J[yn]的极小化序列。\\
  
 +*因为
 +$Y_1 \subset Y_2\subset \cdots \subset Y_n \cdots$\\
 +所以
 +$J[f_1] \geq J[f_2] \geq \cdots \geq J[f_n]\cdots $\\
 +并且
 +$\lim_{n \to \infty} J[f_n] = J[f]$
 +'
 +*但是,并不能保证fn极限存在,及时存在也不一定收敛于J[y]的极值函数f。但对于常用函数来说,fn不仅逐点收敛,而且一致收敛于f。因此,如果只限于讨论前n项和$f_n = sum_{i=1}^n \alpha_i^(n)\varphi_i(x)$,那么,fn就是变分问题的近似解。\\
  
 +基函数通常选取下列三个函数系之一:
 +*  $\varphi_n(x) = (x-x_0)^n(x_1-x),​n= 1,2,...$\\
 +*  $\varphi_n(x) = (x_1-x)^n(x-x_0),​n= 1,2,...$\\
 +*  $\varphi_n(x) = sin\frac{n \pi (x-x_0)}{x_1-x_0},​n= 1,2,...$\\
  
  
  
  
-<​未完待续 by 徐斌>​\\ 
  
 + --- //​[[1@1|徐斌]] 2010/06/22 17:35//
keynote/lesson12.1277195981.txt.gz · Last modified: 2023/08/19 21:01 (external edit)