11 votos

¿Cuándo se solucionó un problema variacional un PDE?

Entiendo que para un funcionamiento $J[f]$ sobre el espacio de funciones diferenciables $f$ en algunas de dominio, configuración de $\delta J[f]|_{f=f_0} = 0$ rendimientos (posiblemente no lineal) de la ecuación diferencial parcial en $f_0$, $f$ que minimiza $J$. Las soluciones son no degenerados si los extremos de $J$ único local, y la singularidad de la PDE está relacionado con el número de extremos de $J$.

Mi pregunta es si, dado un conocido (no lineal) de la ecuación diferencial parcial con soluciones de $u$, no hay un método general para la construcción de un funcional que el $u$ minimizará?

No, no estoy interesado en funcionales de la forma$(f-u)^2$, y otras funcionales que contienen la forma explícita de las soluciones de $u$, y quisiera saber si hay un método para encontrar $J$ dado los términos en el PDE. Soy consciente de que esto puede ser hecho por todos ecuaciones lineales tales como $Lu=v$ en forma directa; es decir, para $L\cdot u=v$, $J[u] = \langle u\cdot L\cdot u \rangle - \langle v \cdot u \rangle - \langle u \cdot v \rangle$; pero no sé de ningún extensiones no lineal de ecuaciones en derivadas parciales.

2voto

Jistanidiot Puntos 165

El problema de la determinación de un Lagrangiano (y por lo tanto la acción funcional) de manera que los correspondientes de Euler-Lagrange ecuación de igualdad de un determinado PDE es conocido como el problema inverso del cálculo variacional. Ver wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_problem_for_Lagrangian_mechanics) para una introducción y nlab (http://ncatlab.org/nlab/show/variational+bicomplex) para un matemático de la generalización de esta idea (especialmente las referencias en la tarde son útiles: Takens/Zuckermann/...).

1voto

webb Puntos 129

Cuando he intentado esto en el pasado, sólo he sentado y miraba el problema durante mucho tiempo. Pero con frecuencia sucede lo contrario, y una física PDE se deriva de una ley de conservación (como la ecuación de Maxwell-Vlasov o más generalmente la jerarquía BBGKY) o realmente se derivan de un principio de la acción que sí mismo se deriva de algunas consideraciones de simetría. ¿Por qué vas la otra dirección?

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X