§ 13. Уравнения Рауса
Раус предложил взять в качестве основных переменных, характеризующих состояние системы в момент времени
часть переменных Лагранжа и часть переменных Гамильтона. Переменными Рауса являются величины
(здесь
— произвольное фиксированное число, меньшее
).
Для того чтобы от переменных Лагранжа перейти к этим переменным, нужно все
выразить через величины
используя для этой цели соотношения
Допустим, что гессиан функции
относительно обобщенных скоростей
(«малый гессиан») отличен от нуля:
Тогда, применив доказанную в предыдущем параграфе теорему Донкина, получим преобразование, обратное преобразованию (2), а именно
где
функция Рауса, определяемая равенством
здесь знак означает, что все
выражены через
При этом переменные
рассматриваются как параметры и потому, в силу той же теоремы Донкина,
Уравнения Лагранжа для координат
в соответствии с равенствами (6) перепишутся так:
Уравнения Лагранжа для координат
совместно с формулами (4) и (7) дают
Уравнения (9) и (10)
образуют систему уравнений Рауса. Она состоит из
дифференциальных уравнений второго порядка типа Лагранжа и
дифференциальных уравнений первого порядка типа Гамильтона, причем функция Рауса в первых уравнениях играет роль функции Лагранжа, а во вторых — функции Гамильтона.