Автор Тема: Математическая задача  (Прочитано 2841 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #100 : 27 Май 2020, 14:24:51 »
Которой из двух, той, что несимметрична или той, что симметрична?
Если той, что симметрична, то применительно к теормеху элемент \( F_{ij} \) означает модуль силы, действующей на точку i со стороны точки j, элемент \( F_{ji} \) означает модуль силы, действующей на точку j со стороны точки i. Они равны друг другу, поэтому матрица и симметрична.
Тут двойной вопрос.
С одной стороны, если Вы что-то моделируете и составляете таблицу и она несимметрична, то это уже с точки зрения третьего закона Ньютона уже абсурд, не так ли? Смысл при этом что-то симметризовать и, тем более, коэффициенты представлять массами?
С другой стороны, если рассматривать динамику тел, то в процессе каждое из тел может взаимодействовать попеременно или одновременно с каждым. Вот, например, так

Задача трех тел в теории удара
Или так

К вопросу о парадоксе дуализма волна – частица
И какова будет матрица?
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Большой Форум

Re: Математическая задача
« Ответ #100 : 27 Май 2020, 14:24:51 »
Загрузка...

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #101 : 27 Май 2020, 14:38:48 »
С одной стороны, если Вы что-то моделируете и составляете таблицу и она несимметрична, то это уже с точки зрения третьего закона Ньютона уже абсурд, не так ли?
С точки зрения второго закона \( a_{ij}=\frac{F_{ij}}{m_i} \). С точки зрения второго закона матрица \( (a_{ij}) \) не обязательно симметрична, она симметрична только в случае, если все массы равны.
С точки зрения третьего закона матрица \( (F_{ij}) \) обязательно симметрична.
« Последнее редактирование: 27 Май 2020, 14:40:30 от severe »

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #102 : 27 Май 2020, 14:55:29 »
С точки зрения второго закона \( a_{ij}=\frac{F_{ij}}{m_i} \). С точки зрения второго закона матрица \( (a_{ij}) \) не обязательно симметрична, она симметрична только в случае, если все массы равны.
С точки зрения третьего закона матрица \( (F_{ij}) \) обязательно симметрична.
Но при любом взаимодействии действие равно противодействию. Тем более, что в Вашей матрице силы между  i-м и j-м телом записываются в две клеточки матрицы. Если Вы разделяете действие и противодействие от  второго закона Ньютона, то нарушаете оба закона сразу.
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #103 : 27 Май 2020, 15:11:27 »
Но при любом взаимодействии действие равно противодействию. Тем более, что в Вашей матрице силы между  i-м и j-м телом записываются в две клеточки матрицы. Если Вы разделяете действие и противодействие от  второго закона Ньютона, то нарушаете оба закона сразу.
Нет, я соблюдаю оба закона сразу \( m_ia_{ij}=m_ja_{ji} \).

\( \frac{a_{ij}}{a_{ji}}\cdot \frac{a_{jk}}{a_{kj}}\cdot \frac{a_{ki}}{a_{ik}}=\frac{m_j}{m_i}\cdot \frac{m_k}{m_j}\cdot \frac{m_i}{m_k}=1 \)

\( \frac{a_{ij}a_{jk}a_{ki}}{a_{ji}a_{kj}a_{ik}}=1 \)

\( a_{ij}a_{jk}a_{ki}=a_{ji}a_{kj}a_{ik} \), \( i\neq j\neq k \)
« Последнее редактирование: 27 Май 2020, 15:21:50 от severe »

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #104 : 27 Май 2020, 15:22:38 »
Нет, я соблюдаю оба закона сразу \( m_ia_{ij}=m_ja_{ji} \).
Далеко не совсем. Во-первых, Вы допускаете несимметричную исходную матрицу, что уже является нарушением. Во-вторых, Ваши mi даже нарушают размерность матрицы в предположении, что это массы. Тем более, если исходно в ячейки занесены силы, какова будет размерность чего после умножения на Ваше mi?
В-третьих, Вы опустили вопрос о множественном взаимодействии, а в физике, как правило, если существует много масс, то взаимодействие отдельных масс не изолировано.
В-четвёртых, чтобы записать исходную таблицу, Вам уде нужно знать силы взаимодействия между отдельными массами системы. В физике многих тел это как раз является вопросом задачи.
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #105 : 27 Май 2020, 16:04:27 »
Далеко не совсем. Во-первых, Вы допускаете несимметричную исходную матрицу, что уже является нарушением.
Нарушением какого закона, второго или третьего, является несимметричная матрица \( (a_{ij}) \)?
А вот если бы я допускал несимметричную матрицу \( (F_{ij}) \), то это было бы нарушением третьего закона, поэтому я допускаю только симметричную матрицу \( (F_{ij}) \).
Тем более, если исходно в ячейки занесены силы, какова будет размерность чего после умножения на Ваше mi?
Где я умножал силу на массу?
В-третьих, Вы опустили вопрос о множественном взаимодействии, а в физике, как правило, если существует много масс, то взаимодействие отдельных масс не изолировано.
Нет, не упустил:

\( \frac{a_{ij}}{a_{ji}}\cdot \frac{a_{jk}}{a_{kj}}\cdot \frac{a_{ki}}{a_{ik}}=\frac{m_j}{m_i}\cdot \frac{m_k}{m_j}\cdot \frac{m_i}{m_k}=1 \)

\( \frac{a_{ij}a_{jk}a_{ki}}{a_{ji}a_{kj}a_{ik}}=1 \)

\( a_{ij}a_{jk}a_{ki}=a_{ji}a_{kj}a_{ik} \), \( i\neq j\neq k \) изменяются от 1 до N

В-четвёртых, чтобы записать исходную таблицу, Вам уже нужно знать силы взаимодействия между отдельными массами системы. В физике многих тел это как раз является вопросом задачи.
Исходная таблица у меня \( (a_{ij}) \), и чтобы её записать, нужно чтобы её недиагональные элементы отвечали критерию
\( a_{ij}a_{jk}a_{ki}=a_{ji}a_{kj}a_{ik} \), \( i\neq j\neq k \) изменяются от 1 до N
« Последнее редактирование: 29 Май 2020, 15:07:52 от severe »

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #106 : 27 Май 2020, 17:13:31 »
Нарушением какого закона, второго или третьего, является несимметричная матрица \( (a_{ij}) \)?
А вот если бы я допускал несимметричную матрицу \( (F_{ij}) \), то это было бы нарушением третьего закона, поэтому я допускаю только симметричную матрицу \( (F_{ij}) \).Где я умножал силу на массу?Нет, не упустил:
Значит, в исходной, несимметричной матрице ускорения? Но чтобы их найти для всех взаимодействующих тел, нужно решить задачи стандартным способом, т.е. без этих матриц. И там находятся все параметры. Если же, например, в системе упруго связанных тел, не знают точных аналитических решений, то и исходную матрицу Вы не составите.  :)
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #107 : 27 Май 2020, 19:57:45 »
Значит, в исходной, несимметричной матрице ускорения? Но чтобы их найти для всех взаимодействующих тел, нужно решить задачи стандартным способом, т.е. без этих матриц. И там находятся все параметры. Если же, например, в системе упруго связанных тел, не знают точных аналитических решений, то и исходную матрицу Вы не составите.  :)
Если в теормеховской задаче заданы массы и матрица парных сил, то я найду матрицу парных ускорений.
Если в теормеховской задаче задана матрица парных ускорений, то я найду массы и матрицу парных сил.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #108 : 27 Май 2020, 20:10:33 »
Если в теормеховской задаче заданы массы и матрица парных сил, то я найду матрицу парных ускорений.
Если в теормеховской задаче задана матрица парных ускорений, то я найду массы и матрицу парных сил.
Но ускорение тел будет не всегда определяться взаимодействием всех тел между собой, а у Вас во всех клетках будут стоять силы, части из которых, в действительности, нет. Тем более, что у Вас не вектора, а абсолютные значения ускорений. По проекциям будет та же ситуация. Проекция ускорения есть, а силы взаимодействия между телами нет.
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #109 : 27 Май 2020, 20:31:50 »
Но ускорение тел будет не всегда определяться взаимодействием всех тел между собой, а у Вас во всех клетках будут стоять силы, части из которых, в действительности, нет.
Ускорение тел, вызванное их взаимодействием, будет всегда определяться взаимодействием всех тел между собой. В клетках будут стоят только силы, которые есть.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #110 : 27 Май 2020, 21:37:23 »
Ускорение тел, вызванное их взаимодействием, будет всегда определяться взаимодействием всех тел между собой. В клетках будут стоят только силы, которые есть.
Но в исходной матрице не все ускорения будут определяться действующими силами. Будете разбираться что какой силой ускоряется? В модулях? Так легче впрямую решать задачу.
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #111 : 28 Май 2020, 12:45:56 »
Но в исходной матрице не все ускорения будут определяться действующими силами. Будете разбираться что какой силой ускоряется? В модулях? Так легче впрямую решать задачу.
Сергей, давайте пока забудем о механике и вернёмся к математике.
Как выяснилось, свойство равенства треугольных произведений, симметричных относительно главной диагонали, трудно изживаемое.
Если матрица обладает этим свойством, то при умножении каждой её строки на любое число, полученная новая матрица тоже обладает этим свойством. Так что можно застолбить ещё одну теорему.

Приведу пример. Матрица \( \begin{pmatrix}
0 &3  &6 \\
5 &0  &15 \\
2 &3  &0
\end{pmatrix} \) обладает свойством
\( a_{12}a_{23}a_{31}=a_{21}a_{32}a_{13} \),
\( 3\cdot 15\cdot 2=5\cdot 3\cdot 6 \),
\( 90=90 \)

Умножим от балды первую строку на 2, вторую строку на 3, третью строку на 4.
Полученная матрица \( \begin{pmatrix}
0 &6  &12 \\
15 &0  &45 \\
8 &12  &0
\end{pmatrix} \) тоже обладает свойством
\( a_{12}a_{23}a_{31}=a_{21}a_{32}a_{13} \),
\( 6\cdot 45\cdot 8=15\cdot 12\cdot 12 \),
\( 2160=2160 \)

Теорема относится к квадратной матрице любого ранга.
« Последнее редактирование: 28 Май 2020, 13:36:12 от severe »

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #112 : 28 Май 2020, 13:15:03 »
Сергей, давайте пока забудем о механике и вернёмся к математике.
А тот вопрос, в математике, мы как-будто уже закончили...

Цитировать
Если матрица обладает этим свойством, то при умножении каждой её строки на любое число, полученная новая матрица тоже обладает этим свойством. Так что можно застолбить ещё одну теорему.
А эта теорема уже существует в более общем. А именно, что свойства матрицы сохраняются при умножении её строк и столбцов на некоторые коэффициенты и даже после сложения/вычитания столбцов. И транспонированная матрица должна удовлетворять свойствам самой матрицы.

Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #113 : 28 Май 2020, 13:37:24 »
А тот вопрос, в математике, мы как-будто уже закончили...
А эта теорема уже существует в более общем. А именно, что свойства матрицы сохраняются при умножении её строк и столбцов на некоторые коэффициенты и даже после сложения/вычитания столбцов. И транспонированная матрица должна удовлетворять свойствам самой матрицы.
ОК. Вы спрашивали, что такое парные ускорения. Отвечаю. Парные ускорения точек i и j - это результат взаимодействия точек i и j.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #114 : 28 Май 2020, 13:42:50 »
Теорема относится к квадратной матрице любого ранга.
Как мне кажется, чтобы доказать в общем виде, нужно не частные случаи рассматривать, а взять Ваше исходное равенство для i,j,k, умножить каждый элемент на соответствующее mi, mj, mk и путём представления вида этих множителей свести к исходному равенству. Тогда это будет доказательство в общем виде, имхо.
ОК. Вы спрашивали, что такое парные ускорения. Отвечаю. Парные ускорения точек i и j - это результат взаимодействия точек i и j.
Ну, с этим мы тоже разобрались. Единственно, что не каждое ускорение обусловлено действующей силой именно от данной массы.
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #115 : 28 Май 2020, 14:07:40 »
Как мне кажется, чтобы доказать в общем виде, нужно не частные случаи рассматривать, а взять Ваше исходное равенство для i,j,k, умножить каждый элемент на соответствующее mi, mj, mk и путём представления вида этих множителей свести к исходному равенству. Тогда это будет доказательство в общем виде, имхо.
Я для себя на бумажке уже доказал в общем виде, что если матрица обладает свойством равенства треугольных произведений, симметричных относительно главной диагонали, то новая матрица полученная путём умножения каждой строки или столбца на произвольные числа, также обладает этим свойством.
Но, если Вы сомневаетесь, то у Вас уже есть две подходящие матрицы четвертого ранга, чтобы убедиться в справедливости этой теоремы. Если всё срастётся, то вряд ли это случайное совпадение.
Ну, с этим мы тоже разобрались. Единственно, что не каждое ускорение обусловлено действующей силой именно от данной массы.
Я не говорил, что каждое ускорение обусловлено действующей силой именно от данной массы. Я говорил, что парные ускорения точек i, j - это результат взаимодействия точек i, j.
« Последнее редактирование: 28 Май 2020, 14:12:37 от severe »

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #116 : 28 Май 2020, 14:20:52 »
Но, если Вы сомневаетесь, то у Вас уже есть две подходящие матрицы четвертого ранга, чтобы убедиться в справедливости этой теоремы. Если всё срастётся, то вряд ли это случайное совпадение.
Бывает и частность. Заметьте, что все качественные теоремы доказываются в общем виде и это не зря. Искать же нарушения - это длительная работа, а у каждого хватает своих забот. Но и признать не признают без общего вида. Это к слову...
Цитировать
Я не говорил, что каждое ускорение обусловлено действующей силой именно от данной массы. Я говорил, что парные ускорения точек i, j - это результат взаимодействия точек i, j.
Но у Вас все массы взаимодействуют со всеми массами. Ведь Вы умножаете всю строку, а не только одну ячейку матрицы. Но в механике, как правило, не всё взаимодействует со всем, а значит, в некоторых ячейках появятся значения, которые будут удовлетворять Вашему условию, но не будут означать взаимодействия конкретных тел, а это перерастёт у Вас в наличие сил, которых нет.
О динамике я вообще не говорю. Там ещё и неодновременность взаимодействия влияет, что данными матрицами неописуемо.
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #117 : 28 Май 2020, 14:39:31 »
Но у Вас все массы взаимодействуют со всеми массами. Ведь Вы умножаете всю строку, а не только одну ячейку матрицы. Но в механике, как правило, не всё взаимодействует со всем, а значит, в некоторых ячейках появятся значения, которые будут удовлетворять Вашему условию, но не будут означать взаимодействия конкретных тел, а это перерастёт у Вас в наличие сил, которых нет.
Парные ускорения точек i и j равны нулю, если точки i и j не взаимодействуют.
О динамике я вообще не говорю. Там ещё и неодновременность взаимодействия влияет, что данными матрицами неописуемо.
В классической механике нет такого понятия, как скорость взаимодействия.

Оффлайн sergey_B_K

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5084
  • Страна: ua
  • Рейтинг: +34/-34
  • Пол: Мужской
    • блог «Classical Science»
Re: Математическая задача
« Ответ #118 : 28 Май 2020, 14:52:37 »
Парные ускорения точек i и j равны нулю, если точки i и j не взаимодействуют.
Вот и попробуйте выделить без рассмотрения самой схемы до заполнения Вашей матрицы... Опять-таки, в данный момент не взаимодействуют, а в следующий?
Цитировать
В классической механике нет такого понятия, как скорость взаимодействия.
Я не о скорости взаимодействия, а о запаздывании взаимодействия, например, в том же волновом процессе.
Но и скорость взаимодействия тоже в механике существует. Житейский пример, который я уже многократно приводил на форумах.
Вы тянете санки, ускоряя их. Школьная задача, не так ли, а что будет по мере увеличения скорости санок? Вы всё меньшую силу сможете к ним прикладывать. Закончится тем, что Вы, выбиваясь из сил, будете только компенсировать силу трения санок. Так существует скорость передачи взаимодействия?  :)
Фальшивое никогда не бывает прочным. Пьер Буаст

Оффлайн severe

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 5608
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +64/-5
Re: Математическая задача
« Ответ #119 : 28 Май 2020, 15:08:43 »
Бывает и частность. Заметьте, что все качественные теоремы доказываются в общем виде и это не зря. Искать же нарушения - это длительная работа, а у каждого хватает своих забот. Но и признать не признают без общего вида. Это к слову...
\( a_{ij}a_{jk}a_{ki}=a_{ji}a_{kj}a_{ik} \)
Для строк: введём \( b_{ij}\equiv m_ia_{ij} \)
\( b_{ij}b_{jk}b_{ki}=(m_ia_{ij})(m_ja_{jk})(m_ka_{ki})=(m_ja_{ji})(m_ka_{kj})(m_ia_{ik})=b_{ji}b_{kj}b_{ik} \)
Для столбцов: введём \( c_{ij}\equiv m_ja_{ij} \), дальше по аналогии...

Большой Форум

Re: Математическая задача
« Ответ #119 : 28 Май 2020, 15:08:43 »
Loading...