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10.6.1 一阶和二阶变分

利用一个可比较函数, 借助于被积函数的泰勒展开 (参见第 806 页 10.3.2) 对欧拉微分方程的推导,在 ε 的线性项后即停止:

(10.53)I(ε)=abF(x,y0+εη,y0+εη)dx.

也考虑二次项, 即有

I(ε)I(0)=εab[Fy(x,y0,y0)η+Fy(x,y0,y0)η]dx+ε22ab[2Fy2(x,y0,y0)η2+22Fyy(x,y0,y0)ηη(10.54)+2Fy2(x,y0,y0)η2+O(ε)]dx.

(1)泛函 I[y] 的变分 δI 用表达式

(10.55)δI=ab[Fy(x,y0,y0)η+Fy(x,y0,y0)η]dx

表示.

(2)泛函 I[y] 的变分 δ2I 用表达式

(10.56)δ2I=ab[2Fy2(x,y0,y0)η2+22Fyy(x,y0,y0)ηη+2Fy2(x,y0,y0)η2]dx

表示, 因此可以写为

(10.57)I(ε)I(0)εδI+ε22δ2I.

由于这些变分,可以形成泛函 I[y] 的最优性条件 (见 [10.6]).

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