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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)=ε∫ab[∂F∂y(x,y0,y0′)η+∂F∂y′(x,y0,y0′)η′]dx+ε22∫ab[∂2F∂y2(x,y0,y0′)η2+2∂2F∂y∂y′(x,y0,y0′)ηη′(10.54)+∂2F∂y′2(x,y0,y0′)η′2+O(ε)]dx.

(1)泛函 I[y] 的变分 δI 用表达式

(10.55)δI=∫ab[∂F∂y(x,y0,y0′)η+∂F∂y′(x,y0,y0′)η′]dx

表示.

(2)泛函 I[y] 的变分 δ2I 用表达式

(10.56)δ2I=∫ab[∂2F∂y2(x,y0,y0′)η2+2∂2F∂y∂y′(x,y0,y0′)ηη′+∂2F∂y′2(x,y0,y0′)η′2]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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