Автор Тема: Петров о принципе наименьшего действия  (Прочитано 7426 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн aid

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 20721
  • Страна: by
  • Рейтинг: +1340/-1546
По просьбе Якинику, выделяю в отдельную тему разговор с Петровым по поводу ПНД.
Петров:
Цитировать
Естественно, наличие в этой задаче непотенциальной внешней силы полностью исключает применение к ней принципа наименьшего действия, поскольку энергетический баланс осциллятора не остаётся постоянным и, следовательно, вариация действия в каждой точке траектории движения не равняется нулю.

Докажите, что для применимости ПНД в форме Гамильтона-Остроградского необходимо сохранение энергии.
Кстати, поясните, как это вариация действия в каждой точке траектории движения?
« Последнее редактирование: 29 Июнь 2012, 13:41:08 от aid »

Большой Форум

Загрузка...

Оффлайн Lons

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 13083
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +968/-1159
поясните, как это вариация действия в каждой точке траектории движения?
    Конечно, надо сказать "вариация функционала от действаия на действительной траектории". Ну, оговорился человек в пылу полемики. Кстати, все (вы в том числе) тоже скороговоркой неправильно сокращают: "вариация действия", "прнинцип наименьшего действия".

Оффлайн aid

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 20721
  • Страна: by
  • Рейтинг: +1340/-1546
 Конечно, надо сказать "вариация функционала от действаия на действительной траектории". Ну, оговорился человек в пылу полемики.

Тут может быть два варианта - оговорился, или в принципе не понимает. Зная Петрова, я не берусь считать первый вариант более вероятным.
Может быть и третий вариант, при котором высказывание будет верным.

Цитировать
Кстати, все (вы в том числе) тоже скороговоркой неправильно сокращают: "вариация действия", "прнинцип наименьшего действия".


Не понял, что такое у Вас функционал от действия? В чем Вы видите ошибку в "вариация действия", "принцип наименьшего действия".
« Последнее редактирование: 29 Июнь 2012, 14:11:13 от aid »

Оффлайн Петров А. М.

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1838
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +249/-266
  • Пол: Мужской
  • Петров Анатолий Михайлович
Внимательно прочитайте вывод  в "Механике" Ландау-Лифшица уравнений Лагранжа (сс.11-12). Решающий момент - приравнивание нулю работы сил на вариации координаты в произвольной точке траектории и, как следствие, равенство нулю суммы внутренних (других здесь нет, даже если таковые поначалу были) сил.
Принцип стационарного действия и есть приравнивание вариации действия нулю, что исключает появление в уравнениях Лагранжа правой части (внешней силы).
В связи с этим не следует путать, казалось бы те же, уравнения Лагранжа, но уже в понимании Ольховского, для которого они являются теми же уравнениями Ньютона, но со связями и, конечно, с принципом наименьшего (или стационарного) действия изначально не связанными. Поэтому эти уравнения могут иметь "на законных основаниях" любую правую часть (внешнюю силу).
Читайте внимательно, чтобы не дать себя обмануть!

Оффлайн aid

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 20721
  • Страна: by
  • Рейтинг: +1340/-1546
Внимательно прочитайте вывод  в "Механике" Ландау-Лифшица уравнений Лагранжа (сс.11-12). Решающий момент - приравнивание нулю работы сил на вариации координаты в произвольной точке траектории и, как следствие, равенство нулю суммы внутренних (других здесь нет, даже если таковые поначалу были) сил.

Конкретную цитату дайте, пожалуйста.

Оффлайн Петров А. М.

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1838
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +249/-266
  • Пол: Мужской
  • Петров Анатолий Михайлович
Вам "разжевать и в рот положить"?

Оффлайн aid

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 20721
  • Страна: by
  • Рейтинг: +1340/-1546
Вам "разжевать и в рот положить"?

Нет, просто я знаю, как Вы неправильно понимаете цитаты, искажаете смысл, передергиваете (как было, например, только что, когда Вы объединили ПНД Гамильтона-Остроградского и Мопертюи (для которого действительно требуется консервативность).

Поэтому цитату будьте добры. Или боитесь?
Просто процитируйте предложение, чтобы я мог найти в тексте, и я объясню вашу ошибку.
« Последнее редактирование: 29 Июнь 2012, 14:48:57 от aid »

Оффлайн Lons

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 13083
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +968/-1159
       aid: 
Цитировать
Не понял, что такое у Вас функционал от действия? В чем Вы видите ошибку в "вариация действия", "принцип наименьшего действия".


     Как там у Нётер: интегралы по траекториям, кажется. Интеграл от некоторой функции вдоль траектории. Функция -- действие, интеграл от функции -- функционал.

Оффлайн aid

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 20721
  • Страна: by
  • Рейтинг: +1340/-1546
       aid:   

     Как там у Нётер: интегралы по траекториям, кажется. Интеграл от некоторой функции вдоль траектории. Функция -- действие, интеграл от функции -- функционал.

Действие - и есть интеграл - функционал. А функция - Лагранжа, если в ПНД Гамильтона-Остроградского.

Оффлайн yakiniku

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 884
  • Страна: jp
  • Рейтинг: +343/-360
Только чтоб не совсем забылось вот здесь для осцяллятора прямо продемонстрирована применимость принципа наименьшего действия:
Опуская элементарные преобразования, для функции Лагранжа \(L(x,\dot{x},t)=\frac{m\dot{x}^2}2-\frac{kx^2}2+xF(t)\) вычислим точную вариацию действия, квадратичную по вариациям координаты и скорости:
\(\delta S=\int^{t_2}_{t_1} {[L(x+\delta x,\dot{x}+\frac{d\delta x}{dt},t)-L(x,\dot{x},t)]dt}=\frac12 \int^{t_2}_{t_1} { \left[m \left ( \frac{d\delta x }{ dt} \right)^2 - k \left( \delta x\right)^2  \right]dt }-\int^{t_2}_{t_1} {[m\ddot{x}+kx-F]\delta q dt}=\frac12 \int^{t_2}_{t_1} { \left[m \left ( \frac{d\delta x }{ dt} \right)^2 - k \left( \delta x\right)^2  \right]dt }\)
(линейный по вариациям координаты и скорости вклад в вариацию действия обращается в ноль в силу уравнения движения \(m\ddot{x}+kx=F(t)\)). Обращающуюся в ноль на границах вариацию координаты без ограничения общности можно разложить в ряд Фурье по синусоидальным функциям:
\(\delta x=\sum_{n=1}^{\infty}{\delta x_n\sin\left(\frac{\pi n  (t-t_1)}{t_2-t_1} \right) }\)
Если интервал интегрирования не слишком длительный, а именно, \( (t_2-t_1)<\pi\sqrt{m/k} \), то положительный вклад в интеграл от квадрата производной для каждой из быстро осциллирующей Фурье-гармоник превосходит по величине отрицательный вклад от квадрата амплитуды гармоники:
\(
\delta S=
\frac{t_2-t_1}4
\sum_{n=1}^{\infty}{\left\{\left ( \delta x_n\right)^2
\left[ m \frac{\pi^2 n^2}{(t_2-t_1)^2}  - k  \right]\right\}  }>0.\)

Тем самым обращающаяся в ноль на физическое траектории вариация действия меньше положительного значения вариции действия на любой виртуальной траектории. Минимальность действия доказана.
« Последнее редактирование: 30 Июнь 2012, 01:03:06 от yakiniku »
"Чтобы" пишется слитно за исключением выражений типа "во что бы то ни стало" или  "что бы мне этакое съесть" (японская народная мудрость).

В игноре: Старик, Король Альтов, revkom, Боцман, Lons, Лехман, Дачник, ltlekz49, Аметист, дiдусь, ser100, GAAD, AlexW, Мастеров, А.М.Петров.

Оффлайн Король Альтов

  • Президент ЛАН
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 21325
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +1027/-1607
  • Пол: Мужской
  • Рыцарь истины, свободы и справедливости.
Только чтоб не совсем забылось вот здесь для осцяллятора прямо продемонстрирована применимость принципа наименьшего действия:
Опуская элементарные преобразования, для функции Лагранжа \(L(x,\dot{x},t)=\frac{m\dot{x}^2}2+\frac{kx^2}2-xF(t)\) вычислим точную вариацию действия, квадратичную по вариациям координаты и скорости:
\(\delta S=\int^{t_2}_{t_1} {[L(x+\delta x,\dot{x}+\frac{d\delta x}{dt},t)-L(x,\dot{x},t)]dt}=\frac12 \int^{t_2}_{t_1} { \left[m \left ( \frac{d\delta x }{ dt} \right)^2 - k \left( \delta x\right)^2  \right]dt }\)
(линейный по вариациям координаты и скорости вклад в вариацию действия обращается в ноль в силу уравнения Лагранжа).
Обращающуюся в ноль на границах вариацию координаты без ограничения общности можно разложить в ряд Фурье по синусоидальным функциям:
\(\delta x=\sum_{n=1}^{\infty}{\delta x_n\sin\left(\frac{\pi n  (t-t_1)}{t_2-t_1} \right) }\)
Если интервал интегрирования не слишком длительный, а именно, \( (t_2-t_1)<\pi\sqrt{m/k} \), то положительный вклад в интеграл от квадрата производной для каждой из быстро осциллирующей Фурье-гармоник превосходит по величине отрицательный вклад от квадрата амплитуды гармоники:
\(
\delta S=
\frac{t_2-t_1}4
\sum_{n=1}^{\infty}{\left\{\left ( \delta x_n\right)^2
\left[ m \frac{\pi^2 n^2}{(t_2-t_1)^2}  - k  \right]\right\}  }>0.\)

Тем самым обращающаяся в ноль на физическое траектории вариация действия меньше положительного значения вариции действия на любой виртуальной траектории. Минимальность действия доказана.
Страшная тупость и полное невежество в математике.
Между Ньютоном и мной Альберт Эйнштейн третий лишний.
Вселенная вечна, бесконечна и бесконечномерна.

Оффлайн Король Альтов

  • Президент ЛАН
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 21325
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +1027/-1607
  • Пол: Мужской
  • Рыцарь истины, свободы и справедливости.
Вот хули от тебя толку, олигофрен безмозглый - что здесь, что в любом другом месте? Кроме общей ругани, простейшую строчку из пары формул не то что написать - а понять-то не в состоянии.
Пшел вон отсюда, кретин.
Ты похоже дебил про теорему полноты рядов Фурье не слышал и равенство Парсеваля для тебя осла пустой звук.
По твоим дегенартивным формулам очевидно, что ни одной конкретной задачи ты никогда не решал и решить не способен по причине аутизма и недостатка мозгов. Бред товй поганый только лохи понять не могут, но проффи сразу видят, что ты полный ноль.
Сотри свое невежество и не позорься - там просто не формулы, а набор несуразных букв, потому что ты не способен понять, что написал, потому что ты неуч и звиздобол.
PS. ты вообще дубина даже не догадываешься как доказывать положительную определнность вариации - ну уж никак не разложением ее в отрезок Фурье - такой тупости я никогда в жизни не видел.
« Последнее редактирование: 29 Июнь 2012, 22:05:44 от Король Альтов »
Между Ньютоном и мной Альберт Эйнштейн третий лишний.
Вселенная вечна, бесконечна и бесконечномерна.

Оффлайн Король Альтов

  • Президент ЛАН
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 21325
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +1027/-1607
  • Пол: Мужской
  • Рыцарь истины, свободы и справедливости.
Пошел ты на х@р, дегенерат, вместе со своей "полнотой рядов" и "разложением в отрезоК"! 
Ну если ты не знаешь, что такое вариационное исчисление, оптимальное управление, критерий максимума Понтрягина и метод динамического программирования Белмана, то шагай недоумок в свою Японию пешим безмозглым ослом.
Ну а про функциональный анализ, который для тебя клоуна пустой звук и говорить как то неприлично в порядочном обществе, куда таких бомжей от науки как ты, не пропускают по фэйс контролю.
Между Ньютоном и мной Альберт Эйнштейн третий лишний.
Вселенная вечна, бесконечна и бесконечномерна.

Оффлайн Петров А. М.

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1838
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +249/-266
  • Пол: Мужской
  • Петров Анатолий Михайлович
аid: «Докажите, что для применимости ПНД в форме Гамильтона-Остроградского необходимо сохранение энергии. Кстати, поясните, как это вариация действия в каждой точке траектории движения?».

Начнём с последнего. Проще всего процитировать «Механику» Ландау-Лифшица (сс.10-12):
«Пусть в моменты времени t=t1 и t=t2 система занимает определённые положения… Тогда между этими положениями система движется таким образом, чтобы интеграл
S=∫L(q,q',t)dt                                                         (2.1)
имел наименьшее возможное значение (следует, однако указать, что в такой формулировке принцип наименьшего действия не всегда справедлив для всей траектории движения в целом, а лишь для каждого из достаточно малых её участков…). Функция L называется функцией Лагранжа данной системы, а интеграл (2.1) – действием…
Таким образом, принцип наименьшего действия можно записать в виде
δS=δ∫L(q,q',t)dt=0.                                            (2.4)» (конец цитаты)..
Выбор точек траектории (т.е. моментов времени t=t1 и t=t2) произволен, и чем ближе эти точки друг к другу (вплоть до t1=t2, т.е. вплоть до отдельной точки траектории), тем точнее соблюдается принцип наименьшего действия (в виде нулевой вариации действия δS=0).
Теперь об отличии ПНД по Мопертюи и по Гамильтону. В первом случае Ольховский прямо указывает на свойство консервативности в качестве необходимого условия для подчинения системы этому принципу. Во втором случае тот же автор (сс.450-451) указывает на равенство нулю суммы вариации кинетической энергии δТ и вариации работы заданных обобщённо-потенциальных сил δА:
δТ+δА=0.
 Здесь тоже происходит перераспределение энергии внутри системы, но сама система – по условиям задачи не обязательно консервативная, но обязательно приводимая к консервативной. Так что оба случая объединяет одно ключевое слово, характеризующее систему – «консервативность» (во втором случае - приведённая).

Оффлайн aid

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 20721
  • Страна: by
  • Рейтинг: +1340/-1546
Выбор точек траектории (т.е. моментов времени t=t1 и t=t2) произволен, и чем ближе эти точки друг к другу (вплоть до t1=t2, т.е. вплоть до отдельной точки траектории), тем точнее соблюдается принцип наименьшего действия (в виде нулевой вариации действия δS=0).

Это что за фантазии? Типа, если точки далеко, то принцип наименьшего действия соблюдается приближенно? ./.


 
Цитировать
Здесь тоже происходит перераспределение энергии внутри системы, но сама система – по условиям задачи не обязательно консервативная, но обязательно приводимая к консервативной. Так что оба случая объединяет одно ключевое слово, характеризующее систему – «консервативность» (во втором случае - приведённая).

Итак, в Ландау того, о чем Вы писали, нет. Теперь, о каком приведении к консервативной Вы говорите?
См. у ольховского (9.236) и (9.237). Речь идет про обобщенно-потенциальные силы, к которым относится и сила, явно зависящая от времени.

Оффлайн Король Альтов

  • Президент ЛАН
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 21325
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +1027/-1607
  • Пол: Мужской
  • Рыцарь истины, свободы и справедливости.
Или ты, козел безмозглый, решил, что если я физику знаю, то может ты тут в математике мимо меня со своей шизофренической херней проскочишь? Вот не поперло тебе - из моего девятилетнего высшего образования у меня первые четыре курса образования - по управлению и прикладной математике, и не в Урюпинском педагогическом я их заканчивал. Короче
1. свойством полноты обладают не ряды, а система функций,
2. причем использованная мной система функций полна  в простанстве функций, обращающихся в ноль на концах отрезка [t1;t2] и
3. как ты есть безмозглый мудак, не знающий из математики ничего, кроме бессмысленно заученных и перевранных терминов - то вали отсюда на хер, и чтобы вблизи меня, ты, тупое растение, больше не возникал.
Нет ты, козел безмозглый, физику не знаешь. А в математике тебе просто незнакомо все от начала - от интеграла Лебега и Стильтьеса. А хамство твое это и есть то, что ты ошибочно принимаешь за свое знание физики и математики. На самом деле ты тупой малограмотный совковый диссидент - штатовский препод, которому даже негры руки не подают в универе, где ты семинары ведешь и полы в туалете моешь в качестве лекторских часов.
Как ты безграмотное животное решился меня математике учить? Ряды Фурье, которые ты привел и есть система функций, если тебе недоумку в определния захотелось поиграться. А ты дебилоид кроме как ряды Фурье, чувствую, никаких больших систем функций не знаешь. А про полноту функций Бесселя не слышал? А где полны функции Чебышева-Эрмита? А про полинома Лагерра не слышал? А что  такое функции Эйри? Я между прочим с помощью них одну интересную задачку решил.
Ты когда нибудь урод про задачи на собственные значения и собственные функции слышал? Пошел вон отсюда недоучка.
Между Ньютоном и мной Альберт Эйнштейн третий лишний.
Вселенная вечна, бесконечна и бесконечномерна.

Оффлайн Король Альтов

  • Президент ЛАН
  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 21325
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +1027/-1607
  • Пол: Мужской
  • Рыцарь истины, свободы и справедливости.
2. причем использованная мной система функций полна  в простанстве функций, обращающихся в ноль на концах отрезка [t1;t2]
Ну и клоун - пространство функций, обращающихся в ноль на концах отрезка. +@> +@> +@> +@>
Да тебя лечить в психушке надо за твое математическое невежество.
Между Ньютоном и мной Альберт Эйнштейн третий лишний.
Вселенная вечна, бесконечна и бесконечномерна.

Оффлайн Петров А. М.

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1838
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +249/-266
  • Пол: Мужской
  • Петров Анатолий Михайлович
yakiniku: «…для функции Лагранжа L(x,v,t)=mv²/2–kх²/2+хF(t) вычислим точную вариацию действия…».

Можете (как подельник Ландау) пытаться обмануть кого угодно, но эта функция Лагранжа никакого отношения к резонансному режиму осциллятора не имеет. Так называемая «дополнительная, в условиях внешнего воздействия, потенциальная энергия –хF(t)» хорошо справляется с подгонкой под условие задачи с внешней силой F(t). Ибо для этого и «приняты условия игры в дурака»: величины, являющиеся функциями времени t, к тому же, с чётко определённой функциональной зависимостью друг от друга: х(t), v(t), F(t), – ни с того, ни с сего объявляются «независимыми» не только друг от друга, но даже и от … времени!!! Это не идиотизм?!
Ну, на уровне баланса сил «удачно подогнали под ответ». Но с энергией-то ничего не выходит: величина –хF(t), возрастающая во времени по линейному закону, так и остаётся не имеющей никакого отношения к реальному резонансному процессу, в котором энергия во времени возрастает по квадратичному закону. Это-то «безобразие» ничем «не прикрыть».
А тогда чего стóит «доказательство» нулевой вариации действия для процесса с «потенциальной энергией –хF(t)», если реальный резонансный процесс происходит не по этому, а совсем по другому закону? Здесь ведь «в дурака» никто играть не будет!

Оффлайн Петров А. М.

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1838
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +249/-266
  • Пол: Мужской
  • Петров Анатолий Михайлович
аid: «Это что за фантазии? Типа, если точки далеко, то принцип наименьшего действия соблюдается приближённо?
См. у Ольховского (9.236) и (9.237). Речь идёт про обобщённо-потенциальные силы, к которым относится и сила, явно зависящая от времени».

Я же цитировал Ландау (с.11): «принцип наименьшего действия не всегда справедлив для всей траектории движения в целом, а лишь для каждого из достаточно малых её участков…».
А Ольховского не надо уподоблять Ландау. У него хватило разума задачу об осцилляторе «не пристёгивать» к принципу Гамильтона-Остроградского. Внимательно прочитайте контекст формулы (9.237), где нет никаких «сил, явно зависящих от времени». А задача об осцилляторе решается в другом разделе учебника «традиционным» классическим способом.

Оффлайн aid

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 20721
  • Страна: by
  • Рейтинг: +1340/-1546
аid: «Это что за фантазии? Типа, если точки далеко, то принцип наименьшего действия соблюдается приближённо?
См. у Ольховского (9.236) и (9.237). Речь идёт про обобщённо-потенциальные силы, к которым относится и сила, явно зависящая от времени».

Я же цитировал Ландау (с.11): «принцип наименьшего действия не всегда справедлив для всей траектории движения в целом, а лишь для каждого из достаточно малых её участков…».

Это означает, что если конечная точка лежит за кинетическим фокусом, то действие на действительной  траектории может быть не наименьшим. Но при этом вариация действия на любом участке равна нулю. Почитайте про кинетические фокусы, например, у Маркеева.
Вот видите - из-за таких передергиваний я и требую, чтобы Вы приводили цитаты. Дочитывайте приведенную Вами сноску до конца! Для всей же траектории может оказаться, что интеграл (2.1) имеет лишь экстремальное, не обязательно минимальное значение. Это обстоятельство совершенно не существенно при выводе уравнений движения, использующих лишь условие экстремальности.



Цитировать
А Ольховского не надо уподоблять Ландау. У него хватило разума задачу об осцилляторе «не пристёгивать» к принципу Гамильтона-Остроградского. Внимательно прочитайте контекст формулы (9.237), где нет никаких «сил, явно зависящих от времени».

Там обобщенно-потенциальные силы, к которым относятся и силы, явно зависящие от времени.
[

Большой Форум

Loading...