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 Особого рассмотрения требует уже выпеотмеченный случай, когда $t$ не входит в $े$ В этом случае уравнение в частных производных $\frac{\partial V}{\partial t}+\psi=0$ может быть сведено қ другому уравнению, содержащему одной переменной меньпе. Это основывается на одном замечательном греобравовании уравнений в частных цроизводных, при котором одна из независимых переменных и частная производная, взятая по этой переменной, меняютея ролями. Пусть $z$ рассматриваетея как функция $n$ переменных $x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n}$ : если обозначить через $p_{1}, p_{2}, \ldots p_{n}$ частные производные от $\approx$, взятые но $x_{1}, x_{2}, \ldots x_{n}$ то Іосле того как мы перенесем в левую часть член $p_{1} d x_{1}$ и, кроме того, ив обеих частей вычтем $x_{1} d p_{1}$, уравнение (1) превратится в такое: если мы теперь положим т1) ово превратитея в Поэтому мы получаем, еели $y=z-p_{1} x_{1}$ рассматривать как функцию от $p_{1}, x_{2}, x_{3}, \ldots x_{n}$, Если теперь z удовлетворяет уравнению в чаетных производных первого порядка и если ввести вместо $z$ новую переменную $y=z-p_{1} x_{1}$, а вместо $x_{1}$ – новую переменную – $\frac{\partial y}{\partial p_{1}}$, то уравнение в частных производных (3) превратитея в эледующее: Это преобразование, находящееся в третьем томе интегрального исчисления Эйлера, имеет особую важность тогда, когда $x_{1}$ не входит в (3), так как тогда одновременно $\frac{\partial y}{\partial p_{1}}$ не входит в (4) и поэтому $p_{1}$ при интегрированин может рассматривтьея как постоянная. Iрименим это к уравнению Так вак в $\psi$ не входит $t$, то в выше данных формулах на место $x_{1}$ ставим $t$. Tеперь вместо $t$ надо ввести новую независпмую переменную вместо $V$ – повую зависимую переменную тогда будем иметь: II Мы можем вывести формулы для этого преобразования и не прибегая ж помощи дифференциального уравнения В самом деле, $V$ есть фунњця от $t, q_{1}, q_{2}, \ldots q_{\mu}$ и от произвольных постоянных $\alpha_{1}, \alpha_{2} \ldots$ Положим теперь и введем в $W$ вместо $t$ новую переменную $\alpha$ посредством равевства тогда $t$ будет функцией от $\alpha$ и от црочих велічин, входацих в $V$, кроме $t$, a. будет функцией от $\alpha, q_{1}, q_{2}, \ldots q_{\mu}$ п от постоянных $\alpha_{1}, \alpha_{2}, \ldots$ Іоэтому, припимая во внимание различеый схысл дифференцирования для фущкций $V$ ง. нолучаем: Таким обравом, если, согласно нанему предположению, в фуницию Џ травнения (5) не входит явно времи $t$, то вводим вместо $t$ п $l$ повые переценные $\alpha$ и іI посредством уравнениі и преоразивнае таким путем (5) в уравнение Ноеле интегрирования :того уравнения находия $V$ пз уравнения ноторе, после того кан в пего подставлено превранаете в уравнение В $l$, кроме того, снова, должно оыть введено $t$ вместо $\alpha$ п притом посредsтвом уравнения љоторое должно быть решено относительно $\alpha$. и $t$ вводитея уже не при посредстве уравнения $\frac{\partial W}{\partial \alpha}=-t$, но при посредстве уравнения Тогда $V$ содержнх достаточное число $\mu+1$ постоянных, именно $\mu-1$ постоянных $\alpha_{1}, \alpha_{2}, \ldots \alpha_{y-1}$, входящих в $W$ номимо аддитивной постоянной, саму адлитивнґю постоянную и связанную с $t$ пстоянную г. Поэтому интегральные уравнения изопериметрических дифференџальных уравнений буңдтт следүющие: Так как $\tau$ входит тодько в соединенип $t-\tau$, то поэтому последнее из $\mu$ интегральнх уравнений может быть заменено слепующим: Отсюда следует, что уравнение $\frac{\partial V}{\partial t}=\alpha$, носредством которого мы вместо / вводили $\alpha$, есть интеграл п что $\alpha$ должна о́ыть рассматриваема как постоянная. Как мы видим, оба уравнения $\frac{\partial V}{\partial t}=\alpha$ и $\frac{\partial W}{\partial \alpha}=\tau-t$ равнозначны и, кроме того, частные производные $\frac{\partial V}{\partial \alpha_{i}}$ и $\frac{\partial W}{\partial \alpha_{i}}$, где $i$ обовначает одно из чисел от 1 до $\mu-1$, равны друг другу; таким образом можно, не прибегая к помоци $V$, выразить интегральные уравнения также непосредственно через $W$ и получить их в виде: Также можем систему первых интегражьных уравнений выразить через $W$, и так как $\frac{\partial V}{\partial q_{i}}=\frac{\partial W}{\partial q_{i}}$, получить ее в форме: В случае задачи механики $\psi=T-U$; поәтому мы ихеем теоремұ: на место $p_{i}$ выражение $\frac{\partial W}{\partial q_{i}}$, так что это уравнение переінет в уравнение в частных производных для $W$. Если мы знаем полное решение этого последнего уравнения, содержащее кроме постоянной, соединенной с $\mathrm{W}$ аддитивно, $\mu-1$ постоянную $\alpha_{1}, \alpha_{2}, \ldots \alpha_{\mu-1}$, по выражения являются интегральным уравнениями дифференциальны уравнений движения, $\approx$ копорым можно еще присосдинить уравнения кал систему первых интегральных уравнений. В сәчта совершенно свободной системы $u=3 n$; в то же вреия на место величин $p_{l}$ входят величины тогія и уравневие в частных ироизводных привимает форму:
|
1 |
Оглавление
|