欧拉-拉格朗日方程
泛函 J=∫L(x,y,y')dx 取极值的必要条件,是经典力学(最小作用量原理)与分析的基础方程。
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01定义
泛函 取极值的必要条件是欧拉-拉格朗日方程 。最小作用量原理由此统一经典力学:物理定律 = 某个作用量的驻点条件。
02核心要点
01
推导骨架
扰动 ( 两端为零), 加分部积分即得方程——「变分 = 0」的字面实现。
02
经典例证
得直线(最短路径); 得摆线(最速降线);力学 得运动方程。
03
诺特定理
每个连续对称对应一个守恒量:时间平移 → 能量、空间平移 → 动量、旋转 → 角动量——对称与守恒的黄金桥梁。
03关键公式
04历史沿革
约翰·伯努利 1696 年提出最速降线问题;欧拉 1744 年给出一般方程,拉格朗日 1755 年发明变分符号法;哈密顿 1834 年提出最小作用量原理。
05应用与延伸
经典与量子力学的拉格朗日形式、广义相对论的爱因斯坦-希尔伯特作用量、最优轨迹规划、深度学习能量模型——物理定律的通用书写格式。
06交互演示
最速降线:摆线 vs 直线 vs 抛物线欧拉-拉格朗日方程的解 → 摆线是重力场中下降最快的路径