最速降线问题公式推导
以前对物理特别感兴趣的时候就看一段时间的变分法,记得当时阅读了一本十分不错的书籍,其作者名挺有趣的—老大中先生的《变分法基础》(真的很不错的一本讲变分法的书,有兴趣的同学可以去看看),但许久没接触物理了,公式的推导过程也给忘记了,最近想复习一点数学、物理了,所以今天来推导一下并写篇博客做个记录。其实当时我的数学基础不足以支持我看完这本书...许多泛函的概念看的蒙蔽。。。但实际上直接去看最速降线问题的推导是没有太大影响的,基础只需要一点微积分+高中物理就能看明白原理,都不需要场论...说起来当时仅仅是兴趣驱使我去深入了解什么是变分法...当时知道结论时非常激动。。。但如何解最后得到的公式才是真正的变分法基础。 首先来考虑一个问题:一个 质点 在重力作用下,从一个给定点到不在它垂直下方的另一点,如果不计摩擦力,问沿着什么曲线滑下所需时间最短? 把问题稍微更现代一点的描述:设A、B是铅直平面上不在同一铅直线上的两点,在所有连接A和B的平面曲线中,求出一条曲线,使仅受重力作用且初速度为零的质点从A点到B点沿该曲线运动时所需时间最短。 问题描述如图所示(图来自百科): 下面是书上的证明: 如下图中所示,取A为平面直角坐标系的原点,x轴置于水平位置,y轴正向朝下。显然,最速降线应该在这个平面内。于是A点的坐标就是(0,0)。设B点的坐标为(x 1 ,y 1 )