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变分

变分是在應用數學變分法泛函应对与函数中的微分使用的概念。具体可以分为泛函的变分、函数的变分等。[1]

函数的变分 编辑

设极值曲线为 ,可取曲线为 。定义 为y的一次变分,即函数y的增量。从而可得 

对隐函数 ,其一次变分即为全微分: 。由于x无增量,即 ,故有 

泛函的变分 编辑

对泛函 

可得 ,其一次变分是其Taylor级数的一次项,即 ,或直接定義一次变分為  

故其二次变分为其Taylor级数的二次项,即 

需要注意,与二阶微分 不同,泛函的二次变分不是对其一次变分再取变分。

實例 编辑

計算  的一次變分?

  
 
 
 
 
 

参见 编辑

参考文献 编辑

脚注 编辑

  1. ^ 吴, 受章. 最优控制理论与应用. 

外链 编辑

  • Exampleproblems.com(页面存档备份,存于互联网档案馆)有更多計算泛函一次變分的實例。

变分, 是在應用數學與變分法中泛函应对与函数中的微分使用的概念, 具体可以分为泛函的, 函数的等, 目录, 函数的, 泛函的, 實例, 参见, 参考文献, 脚注, 外链函数的, 编辑设极值曲线为y, displaystyle, nbsp, 可取曲线为y, displaystyle, nbsp, 定义δy, displaystyle, delta, nbsp, 为y的一次, 即函数y的增量, 从而可得δy, displaystyle, delta, nbsp, 对隐函数φ, displaystyle, varphi,. 变分是在應用數學與變分法中泛函应对与函数中的微分使用的概念 具体可以分为泛函的变分 函数的变分等 1 目录 1 函数的变分 2 泛函的变分 2 1 實例 3 参见 4 参考文献 4 1 脚注 4 2 外链函数的变分 编辑设极值曲线为y y x displaystyle hat y hat y x nbsp 可取曲线为y y x displaystyle y y x nbsp 定义dy y y displaystyle delta y hat y y nbsp 为y的一次变分 即函数y的增量 从而可得dy y y displaystyle delta y hat y y nbsp 对隐函数f x y 0 displaystyle varphi x y 0 nbsp 其一次变分即为全微分 df dy f y dx f x displaystyle delta varphi delta y frac partial varphi partial y delta x frac partial varphi partial x nbsp 由于x无增量 即dx 0 displaystyle delta x 0 nbsp 故有df dy f y displaystyle delta varphi delta y frac partial varphi partial y nbsp 泛函的变分 编辑对泛函minyJ y x0x1F x y x y x dx displaystyle underset y min J y int x 0 x 1 F x y x y x dx nbsp 可得J y J y x0x1 F ydy F y dy dx O dy displaystyle J hat y J y int x 0 x 1 frac partial F partial y delta y frac partial F partial y delta y dx O delta y nbsp 其一次变分是其Taylor级数的一次项 即dJ x0x1 F ydy F y dy dx displaystyle delta J int x 0 x 1 frac partial F partial y delta y frac partial F partial y delta y dx nbsp 或直接定義一次变分為 dJ y h ddeJ y eh e 0 displaystyle delta J y h frac d d varepsilon J y varepsilon h left right varepsilon 0 nbsp 故其二次变分为其Taylor级数的二次项 即d2J 12 x0x1 2F y2 dy 2 2F y y dydy 2F y 2 dy 2 dx displaystyle delta 2 J frac 1 2 int x 0 x 1 frac partial 2 F partial y 2 delta y 2 frac partial 2 F partial y partial y delta y delta y frac partial 2 F partial y 2 delta y 2 dx nbsp 需要注意 与二阶微分d2y d dy displaystyle d 2 y d dy nbsp 不同 泛函的二次变分不是对其一次变分再取变分 實例 编辑 計算 J y abyy dx displaystyle J y int a b yy dx nbsp 的一次變分 dJ y h displaystyle delta J y h nbsp ddeJ y eh e 0 displaystyle frac d d varepsilon J y varepsilon h left right varepsilon 0 nbsp dde ab y eh y eh dx e 0 displaystyle frac d d varepsilon int a b y varepsilon h y prime varepsilon h prime dx left right varepsilon 0 nbsp dde ab yy yeh y eh e2hh dx e 0 displaystyle frac d d varepsilon int a b yy prime y varepsilon h prime y prime varepsilon h varepsilon 2 hh prime dx left right varepsilon 0 nbsp abdde yy yeh y eh e2hh dx e 0 displaystyle int a b frac d d varepsilon yy prime y varepsilon h prime y prime varepsilon h varepsilon 2 hh prime dx left right varepsilon 0 nbsp ab yh y h 2ehh dx e 0 displaystyle int a b yh prime y prime h 2 varepsilon hh prime dx left right varepsilon 0 nbsp ab yh y h dx displaystyle int a b yh prime y prime h dx nbsp 参见 编辑泛函 变分法 控制论参考文献 编辑脚注 编辑 吴 受章 最优控制理论与应用 外链 编辑 Exampleproblems com 页面存档备份 存于互联网档案馆 有更多計算泛函一次變分的實例 取自 https zh wikipedia org w index php title 变分 amp oldid 63518091, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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