Главная > ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (Д.Бирктоф)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
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

После того как проделаны эти подготовительные преобразования, становится уже легко установить основной результат, заключающийся в том, что посредством точечного преобразования, независимого от $i$, можно привести пфаффовы уравнения к гамильтонову виду. Точнее говоря, можно показать, что возможно привести $Q_{i}(i=1, \ldots, m)$ к нулю посредством надлежащей последовательности преобразований, не влияя на нормальный вид $P_{i}\left({ }^{22}\right)$. Когда это будет сделано, достаточно будет положить просто
\[
\bar{p}_{i}=P_{i}, \quad \bar{q}_{i}=q_{i} \quad(i=1, \ldots, m),
\]

и мы получим полную гамильтонову форму в случае, если $p_{1}, \ldots, q_{m}$ суть вещественные переменные. Небольшое изменение этого метода сделает его пригодным для случая, когда $p_{i}, q_{i}$ не являются вещественными.
В случае вещественных переменных положим
\[
p_{i}=\bar{p}_{i}, \quad q_{i}=\bar{q}_{i}+\bar{G}_{i 2}\left(\bar{p}_{1}, \ldots, \quad \bar{q}_{m}\right) \quad(i=1, \ldots, m),
\]

где согласно нашим обычным обозначениям $G_{i 2}$ есть однородный квадратный полином относительно своих аргументов. Вариационная формула принимает в этом случае вид, в котором новый коэффициент $P_{i}$ имеет по-прежнему член первой степени $p_{i}$, в то время как новые $Q_{i}$ мы легко можем выразить в виде рядов
\[
*+Q_{i 2}+\sum_{j=1}^{m} p_{j} \frac{\partial G_{j 2}}{\partial p_{i}}+\ldots \quad(i=1, \ldots, m) .
\]

В этом выражении отсутствуют члены первой степени, в то время как члены выше второй степени явно не выписаны.
Далее имеем:
\[
d\left(\sum_{j=1}^{m} p_{j} G_{j 2}\right)=\sum_{k=1}^{m}\left(\sum_{j=1}^{m} p_{j} \frac{\partial G_{j 2}}{\partial p_{k}}+G_{k 2}\right) d p_{k}+\sum_{j, k=1}^{m} p_{j} \frac{\partial G_{j 2}}{\partial q_{k}} d q_{k} .
\]

Это тождество показывает, что, вычитая полную производную под знаком интеграла, мы можем привести $Q_{i 2}$ к виду $Q_{i 2}-G_{i 2}$ не вводя новых членов первой степени в $P_{i}$. Следовательно, если мы возьмем $G_{i 2}=Q_{i 2}(i=1, \ldots, m)$, то мы можем исключить члены второй степени из $Q$.
Производя дальнейшее преобразование
\[
p_{i}=\bar{p}_{i}, \quad q_{i}=\bar{q}_{i}+\bar{G}_{i 3} \quad(i=1, \ldots, m),
\]

мы можем подобным же образом исключить члены третьей степени из $Q_{i}$. Продолжая таким образом до бесконечности, мы приходим к вариационной форме
\[
\delta \int_{t_{0}}^{t_{1}}\left[\sum_{j=1}^{m} P_{j} q_{j}^{\prime}+*-R\right] d t=0
\]

где
\[
P_{j}=p_{j}+P_{j 2}+\ldots \quad(j=1, \ldots, m),
\]

которую можно привести к гамильтоновой форме указанным выше способом.

В случае, если некоторые из пар $p_{i}, q_{i}$ являются сопряженными комплексными числами, мы можем сначала произвести следующее линейное преобразование, переводящее $p_{i}$ и $q_{i}$ в вещественные переменные:
\[
p_{i}=\frac{\bar{p}_{i}+\bar{q}_{i} \sqrt{-1}}{\sqrt{2}}, \quad q_{i}=\frac{\bar{p}_{i}-\bar{q}_{i} \sqrt{-1}}{\sqrt{2}},
\]

так что выражение $p_{i} q_{i}^{\prime}$ перейдет в $\bar{p}_{i} q_{i}^{\prime}\left({ }^{23}\right)$ с точностью до полной производной. Таким образом, нормальный вид $P_{i}, Q_{i}$ сохраняется для этих вещественных переменных. Производя далее над ними вышеуказанные преобразования, мы придем к тому же результату, что и раньше.

Надлежащим преобразованием, принадлежащим к формальной гpynne
\[
p_{i}=\varphi_{i}\left(\bar{p}_{i}, \ldots, \bar{q}_{m}\right), \quad q_{i}=\psi_{i}\left(\bar{p}_{i}, \ldots, \bar{q}_{m}\right) \quad(i=1, \ldots, m),
\]

общая проблема Пфаффа может быть приведена $к$ гамильтоновой форме.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru