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文档简介
第六讲变分法建模•处理动态优化问题•问题归结为求最优控制函数使某个泛函达到最大或最小6.1变分法简介6.2掌舵问题6.1变分法简介一实例最速下降问题求一条曲线
,使得物体在重力的作用下(不计摩擦力),由
沿着该曲线轨道滑到
所需的时间最少(见图1)。
图6-1由能量守恒定律,物体在曲线轨道上任意一点处的速度为
物体从A到B的滑行时间为问题求解变分问题二变分法的基本概念
泛函
设S为一函数集合,若对S中的每一函数都有一个确定的数J与之相对应,则称J为定义在S上的一个泛函,记作J[y(x)]。S称为泛函J[y(x)]的定义域。
最简泛函的形式
泛函的变分
函数在的增量
函数的变分其中L是的线性项,
而
是的高阶项
泛函J在
的变分
泛函的极值
泛函
取得极小值(极大值)是指:对于任意一个与
接近的
都有
变分与极值的关系
泛函数极值的必要条件
若达到极值(极小或极大),则
三最简泛函取得极值的必要条件
欧拉方程
注:此最简泛函极值的必要条件可以推广到含有两个及两个以上未知函数欧拉方程组最速下降问题的求解其中任意常数
由边界条件
确定
例解四条件极值拉格朗日乘子法
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