线性变分问题(linear variational problem)是一类
变分问题,指欧拉-
拉格朗日方程是线性方程的一类变分问题。
二次泛函的欧拉-拉格朗日方程是线性方程考虑等周问题:在条件下求泛函K满足端点条件y(a)=y(b)=0的平稳曲线。用
拉格朗日乘数法,平稳曲线是斯图姆-刘维尔问题的属于特征值λ的
特征函数。
K(y)在条件和y(a)=y(b)=0之下的最小值是最小特征值λ1。泛函K所有特征值可以排成一个上升的无穷序列λ1≤λ2≤...≤λn-1≤λn≤...,相应满足的特征函数是y1,y2,...,yn,...,那么对于每个n,特征值λn是泛函K(y)在条件下的极小,而实现这个极小的函数y(x)是yn。
1、
最速降线问题:给定不在同一铅垂线上的两点A和B,求出连结A和B的一条曲线使其具有这样的性质:当质点受重力作用沿着这条曲线由A下滑至B时所需时间为最少。
3、基本的
等周问题:求长为一定的封闭曲线l,使其所围的面积S为极大。