Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Решения первого сорта40. Я хочу воспроизвести здесь то, что уже излагал по поводу этих трех сортов решений. Начну с решений первого сорта, которые содержат в качестве частного случая решения Хилла. Вновь воспользуемся обозначениями п. 11. Пусть А, В, С — три массы, которые я предполагаю остающимися все время в одной плоскости. Пусть Примем переменные
В данном случае, так как движение происходит в плоскости,
Взаимные расстояния между тремя телами и производные по времени этих расстояний являются функциями переменных
и разности Поэтому, чтобы решение было периодическим, надо, чтобы в конце периода переменные (1) принимали свои первоначальные значения и чтобы разность Если положить Если начальные значения Не будем больше предполагать, что соединения и за начало отсчета долгот долготу этого соединения. Начальные значения Пусть Пусть теперь
— значения
— значения четырех последних переменных (1). Для того чтобы решение было периодическим, необходимо, чтобы
Эти уравнения не все независимы; действительно, дифференциальные уравнения движения допускают два интеграла: интеграл живой силы и интеграл площадей. Якобиан этих двух интегралов по
Уравнения
к которой мы присоединим уравнение живых сил Итак, нужно рассмотреть функциональный определитель левых частей этих шести уравнений по шести переменным
и показать, что этот определитель не обращается в нуль при
Но при
где у и 7 — постоянные, зависящие от масс,
где
Итак,
Таким образом, при Следовательно, наш функциональный определитель является произведением трех других: 1) определителя 2) определителя 3) определителя Первый из этих трех определителей обращается в нуль лишь при Второй определитель сводится к
Следовательно, он может обращаться в нуль, лишь если кратно
имеет место равенство
Следовательно, наш определитель обращается в нуль, только если Точно так же третий определитель обратится в нуль, лишь если Из этого следует, что для любых значений постоянной живых сил С, равной
и для малых значений Исключением является лишь тот случай, когда Имеется четырехкратно бесконечное множество периодических решений первого сорта; действительно, при достаточно малом 1. Период 2. Постоянную С. 3. Момент соединения, который в предыдущих рассуждениях был нами выбран за начальный момент времени. 4. Долготу соединения, которую мы выбрали за начало отсчета долгот. Таким образом, для каждого значения Эти решения можно найти следующим образом. Предположим, что в начальный момент времени имеем
три тела будут в соединении, а их скорости будут перпендикулярны соединяющей их прямой; эта прямая будет, кроме того, осью Мы будем говорить тогда, что в момент 0 три тела находятся в симметричном соединении. Мы предположили, что в момент 0 имеет место симметричное соединение и в этот момент общая долгота трех тел равна нулю; таким образом, мы определим четыре из оскулирующих элементов:
где Здесь, собственно говоря, речь идет не о симметричном соединении, но о симметричном противостоянии. Для того чтобы имело место симметричное соединение (или противостояние), необходимы, как только что было показано, четыре условия. Следовательно, мы получим четыре уравнения для определения четырех элементов, оставшихся произвольными. Эти четыре уравнения могут быть разрешены, если соответствующий функциональный определитель не равен нулю; но в общем случае он не равен нулю, в чем можно убедиться с помощью нетрудных вычислений, подобных тем, которые были проделаны выше и приводить которые снова не имеет смысла. Итак, радиусы-векторы имеют одинаковые значения в момент Следовательно, взаимные расстояния между тремя телами меняются периодически с периодом Т. Итак, эти решения, которые представляют то симметричные соединения, то симметричные противостояния, являются периодическими решениями. Можно было бы подумать, что таким образом определенные периодические решения являются менее общими, чем те, существование которых мы доказали вначале. Ничуть не бывало; таких решений также четырехкратно бесконечное множество, так как мы можем выбрать произвольным образом моменты соединения и противостояния и долготу трех тел в момент соединения и противостояния; следовательно, остаются четыре произвольные постоянные. Отсюда видно, что все решения первого сорта принадлежат одной этой категории. Если подходящим образом выбрать момент О, то для всех решений первого сорта в начале каждого периода будет иметь место симметричное соединение, а в середине каждого периода — симметричное противостояние. В этом можно убедиться еще и следующим образом. Всегда можно предполагать, что начальный момент времени был выбран так, что начальные значения С другой стороны, уравнения задачи трех тел представляют следующую симметрию: они не изменяются, если заменить Следовательно, если имеются периодические решения, с начальными значениями переменных
Следовательно, уравнения (3) не изменяются, когда Но эти уравнения (3) имеют лишь одно решение; следовательно, должно выполняться равенство
овначающее, что в начальный момент времени имеет место симметричное соединение, что и требовалось доказать. Все
|
1 |
Оглавление
|