Могут ли множители Лагранжа зависеть от координат?

При работе с множителями Лагранжа для решения систем с ограничениями у нас обычно есть два способа, если ограничения голономны:

  • Дифференцируйте ограничение и добавьте соответствующий член к EOM Эйлера-Лагранжа:

    г Дж ( д я , т ) д г Дж "=" г Дж д я д д я + г Дж т
    затем МНВ читала:
    д д т ( л д ˙ я ) л д я "=" Дж λ Дж г Дж д я , я

  • Или добавьте ограничение к лагранжиану и обработайте множители λ Дж как новые координаты:

    л ( д я , д ˙ я , т ; λ Дж ) "=" л ( д я , д ˙ я , т ) + Дж λ Дж г Дж ( д я , т )
    и мы получим те же уравнения. (См., например, главу 2 Дэвида Тонга по классической динамике .)

Но второй способ, по-видимому, подразумевает, что множители λ Дж зависят не в обобщенных координатах, а, например, в простом маятнике:

л "=" 1 2 м ( р ˙ 2 + р 2 ф ˙ 2 ) + м г р ( 1 потому что ( ф ) )
с ограничением г "=" р л , если мы решим для λ мы можем прийти к следующему выражению:
λ "=" м л ф ˙ м г ( 1 потому что ( ф ) )
и что это также сила реакции, так как сила реакции записывается Вопрос я "=" Дж λ Дж г Дж д я (См. Классическую механику: системы частиц и гамильтонову динамику Уолтера Грейнера, гл. 16)

Тогда можно ли сказать, что множители λ Дж зависят от координат и их скоростей и может быть их ускорений? Не будет ли это противоречить второму способу вывода?

Ответы (1)

  1. Вне оболочки, то есть без учета уравнений Лагранжа и ограничений, множители Лагранжа λ а ( т ) по определению не зависит 1 на динамических переменных д Дж ( т ) .

    (Следовательно, в контексте точечной механики, которую мы здесь принимаем, множители Лагранжа λ а ( т ) зависеть от времени т . Соответственно, в контексте теории поля множители Лагранжа зависят от координат пространства-времени.)

  2. На уровне оболочки, что означает использование уравнений Лагранжа и ограничений, множители Лагранжа λ а ( т ) может, как следствие, зависеть от динамических переменных д Дж ( т ) и их производные.