欧拉-拉格朗日方程 The Euler-Lagrange Equation

£可爱£侵袭症+ 提交于 2019-12-25 18:32:47

在 paper: Bounded Biharmonic Weights for Real-Time Deformation 中第一次接触到 Euler-Lagrange 方程,简单记录一下。

泛函的定义

定义一: 泛函(functional)通常是指定义域为函数集,而值域为实数或者复数的映射。换而言之,泛函是从由函数组成的一个向量空间到标量域的映射。

定义二: 设 \(\boldsymbol{C}\) 是函数(形式)的集合,\(\boldsymbol{B}\) 是实数集合;如果对 \(\boldsymbol{C}\) 中的任一个元素 \(y(x)\),在 \(\boldsymbol{B}\) 中都有一个元素 \(\boldsymbol{J}\) 与之对应,则称 \(\boldsymbol{J}\)\(y(x)\) 的泛函,记为 \(\boldsymbol{J}[y(x)]\)

  • 泛函是函数的函数,以函数为自变量,而非普通变量

  • 最短路径: \(\boldsymbol{L} = \boldsymbol{L}[y(x)]\)

    \(J[y(x)] = \int_a^b \sqrt{1 + y'^{2}} dx\)

  • 最简泛函: 满足以下关系的泛函称为最简泛函

    \(J[y(x)] = \int_a^b F(x, y, y') dx\)
    其中,\(F(x, y, y')\) 被称为核函数。

注:算子是一个函数到另一个函数的映射,它是从向量空间到向量空间的映射;泛函是从向量空间到数域的映射;函数是从数域到数域的映射。

最短路径问题

参考:
「泛函」究竟是什么意思? - 清雅白鹿记的回答 - 知乎
泛函和变分法

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