Русская Википедия:Вариация (математика)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Другие значения Вариация (от Шаблон:Lang-lat — перемена, изменение) — термин, введённый в математику Ж. Л. Лагранжем в 1762 году в работе Шаблон:Lang-fr2[1] для обозначения малого смещения независимого переменного или функционала.

Понятие «вариация» было введено в рамках метода вариаций исследования экстремальных задач, основанного на малых смещениях аргумента и изучения того, как в зависимости от них изменяются функционалы. Этот метод является одним из основных методов при решении задач на экстремум (отсюда и название раздела математики, изучающего данную проблематику — «вариационное исчисление»).

Связанные определения

Рассмотрим некоторое пространство <math>X</math>, на котором задан функционал <math>f(x)</math>, и <math>V</math> — пространство некоторых параметров. Под вариацией аргумента <math>x_0 \in X</math>, понимают обычно кривую <math>x(t, v)</math>, где <math>\alpha \leqslant t \leqslant \beta</math> при <math>\alpha \leqslant 0</math>, <math>\beta \geqslant 0</math> и <math>v \in V</math>, в пространстве <math>X</math>, проходящую через <math>x_0</math> в определённой близости от ограничений, причём <math>x_0</math> соответствует значение <math>t = 0</math>. Таким образом, когда <math>v</math> пробегает множество всех параметров, вариации пробегают определённое семейство кривых, исходящих из точки <math>x_0</math>.

В конечномерном и бесконечномерном анализе, начиная с первой работы Ж. Лагранжа, обычно применяются вариации по направлениям, когда <math>V = X</math> и <math>x(t, v) = x_0 + tv</math>. В этом случае вариацией называется вектор <math>v</math>. Но это не единственный случай вариаций, так в геометрии, в вариационном исчислении и в особенности в теории оптимального управления применяются, например, ломаные вариации, игольчатые вариации[2], вариации, связанные со скользящими режимами[3].

Выбор пространства вариаций и построение самих вариаций является важнейшим элементом для получения необходимых условий экстремума.

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

  1. Lagrange J. Essai d’une nouvelle méthode pour déterminer les maxima et les minima des formules intégrates indéfinesШаблон:Ref-fr. Turin, 1762.
  2. Блисс Г. А. Лекции по вариационному исчислению. — пер. с англ. — М., 1950.
  3. Понтрягин Л. С. Математическая теория оптимальных процессов. — 2-е изд. — М., 1969.