Главная > OCHOBЫ ГАМИЛЬТОНОВОЙ MEXAНИКИ (Д. тep Xaap)
<< Предыдущий 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

1. Теорема Эйлера (к главам 2, 5).

Функция $f\left(x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n}\right)$ называется однородной порядка $s$, если она удовлетворяет условию: для любого $\lambda$ справедливо тождество
\[
f\left(\lambda x_{1}, \lambda x_{2}, \ldots, \lambda x_{n}\right)=\lambda^{s} f\left(x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n}\right) .
\]

Дифференцируя левую и правую части этого тождества по $\lambda$, получим:
\[
\frac{\partial f}{\partial\left(\lambda x_{1}\right)} x_{1}+\frac{\partial f}{\partial\left(\lambda x_{2}\right)} x_{2}+\ldots+\frac{\partial f}{\partial\left(\lambda x_{n}\right)} x_{n}=s \cdot \lambda^{s-1} f\left(x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n}\right) .
\]

Полагая в этом равенстве $\lambda=1$, мы приходим к теореме Эйлера:
\[
\frac{\partial f}{\partial x_{1}} x_{1}+\frac{\partial f}{\partial x_{2}} x_{2}+\ldots+\frac{\partial f}{\partial x_{n}} x_{n}=s \cdot f\left(x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n}\right),
\]
т. с. сумма всех произведений первых произзодных однородной функции порядка $s$ на соответствующие переменные равна самой функции, умноженной на порядок однородности.
2. Теорема о решениях системы однородных уравнений (к 2.2. $3, \S 1)$.
Пусть задана система $n$ однородных уравнений с $n$ неизвестными:
Если определитель этой системы
\[
D=\left|\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{12} & \ldots & a_{1 n} \\
a_{21} & a_{22} & \ldots & a_{2 n} \\
\cdots & \cdots & \cdots & \cdot \\
a_{n 1} & a_{n 2} & \ldots & a_{n n}
\end{array}\right|
\]

отличен от нуля, система имеет единственное решение – нулевое, т. е. $x_{1}=0, x_{2}=0, \ldots, x_{n}=0$.

Если же определитель системы $D$ равен нулю, то система имеет бесчисленное множество ненулевых решений, т. е. решений, отлич ных от нулевого.

Напомним, что если сои́рать все члены определителя, содержащие определенный элемент $a_{i k}$, и вынести этот элемент за скобки, то в скобках окажется выражение, называемое адъюнктой элемента $a_{i k}$. Адъюнкта элемента $a_{i k}$ обозначается через $A_{i k}$.

Если из определителя $D$ вычеркнуть $i$-ю строку и $k$-й столбец, т. е. вычеркнуть строку и столбец, в которые входит элемент $a_{i k}$, то, сохранив расположение оставшихся строк и столбцов, мы получим определитель ( $n-1$ )-го порядка, называемый минором определителя $D$. Этот минор соответствует вычеркиванию элемента $a_{i k}$, и поэтому минор обозначается через $M_{i k}$. Приведем схему образования минора:
Можно показать, что
\[
A_{i k}=(-1)^{i+k} M_{i k} .
\]

Если $D=0$, а хотя бы одна из адъюнкт отлична от нуля, то из системы (*) можно найти единственное решение для отношений $\frac{x_{1}}{x_{n}}, \frac{x_{2}}{x_{n}}, \ldots, \frac{x_{n-1}}{x_{n}}$, если, например, адъюнкта $A_{n n}
eq 0$.

Пусть существует решение однородной системы ( $D=0$ ) в виде значепий
\[
x_{1}=\alpha_{1}, x_{2}=\alpha_{2}, \ldots, x_{n}=\alpha_{n},
\]

удовлетворяющих системе (*); тогда все остальные решения найдутся чз условий
\[
\frac{x_{1}}{x_{n}}=\frac{\alpha_{1}}{\alpha_{n}}, \frac{x_{2}}{x_{n}}=\frac{\alpha_{2}}{\alpha_{n}}, \ldots, \frac{x_{n-1}}{x_{n}}=\frac{\alpha_{n-1}}{\alpha_{n}},
\]

которые можно переписать так:
\[
x_{1}: x_{2}: \ldots: x_{n}=\alpha_{1}: \alpha_{2}: \ldots: \alpha_{n} .
\]

Отсюда видно, что решения определены с точностью до одной постоянной, скажем $\alpha_{n}$; чтобы получить все решения системы (*), достаточно знать лишь одно из решений.

Можно доказать, что в качестве решения можно выбрать адъюнкты какой-либо строки определителя (**). Следовательно, одно из решениї системы (*) будет
\[
x_{1}=A_{n 1}, x_{2}=A_{n 2}, \ldots, x_{n}=A_{n n} \quad\left(A_{n n}
eq 0\right),
\]

а все остальные найдутся из равенств
\[
x_{1}: x_{2}: \ldots: x_{n}=A_{n 1}: A_{n 2}: \ldots: A_{n n} .
\]

Ясно, что одному из нензвестных может быть приписано произво.тьное значение.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru