Я беру этот лагранжиан:
В этой теме Имеет ли значение для уравнений поля дополнительный член с четырьмя расхождениями в лагранжевой плотности? , говорят, что любой член 4-дивергенции, добавленный к лагранжиану, не изменяет уравнение движения.
В моем примере я добавляю к (это не 4-дивергенция, но механика точно такая же). И я замечаю, что оно может изменить уравнение движения, если содержит производные по времени от . Так что я не понимаю.
Я записываю бесконечно малую вариацию действия в :
Как обычно, я знаю, что: . Таким образом, я могу интегрировать по частям:
У нас есть:
Действительно, на границах по гипотезе ( для пространственных координат и На время).
У нас также есть:
**А вот и моя проблема**.
Факт не означает, что .
Точнее, это могло бы быть правдой, если бы (*) но если я возьму временные координаты, у меня . Так что это как минимум не верно для .
Таким образом, дополнительный член изменяет экстремальность действия. Таким образом, у меня не будет того же уравнения движения.
Но в этой теме: имеет ли значение дополнительный член с четырьмя расхождениями в лагранжевой плотности для уравнений поля? в книге автора сказано, что любые четыре расхождения не влияют на уравнение движения.
Но мы видели здесь (если я не ошибся, что совсем не уверен), что если дополнительный член является полной производной, которая содержит производные поля по времени, он может изменить уравнения движения.
Где я не прав?
(*): это правда, потому что мы спрашиваем стремиться к нулю на бесконечности, поэтому мы допускаем только вариации которые исчезают в бесконечности (иначе мы получили бы не интегрируемый). И в качестве идет к на бесконечности также и все его производные.
Правильное утверждение состоит в том, что граничный член (BT) в действии (или, что то же самое, член полного расхождения в лагранжевой плотности) не меняет функциональную / вариационную производную, если существуют как старая, так и новая функциональные производные. Обратите внимание на важное слово if в предыдущем предложении: Это не исключает возможности того, что функционал/вариация не существует.
Для существования функциональных производных необходимо наложить адекватные граничные условия (ГУ). Граничный/полный член дивергенции может изменить адекватный набор BC.
В примере OP он правильно заметил, что BC Дирихле недостаточно, чтобы удалить BT в варианте.
Подводя итог: OP не показал, что существуют 2 разных набора уравнений Эйлера-Лагранжа, ср. заглавный вопрос (v6). Только то, что некоторые варианты BT и BC могут сделать вариационную задачу нечеткой.
О точечном механическом случае см. также этот пост Phys.SE. Случай теории поля является прямым обобщением.
На границе, .
Думайте с точки зрения одномерного вариационного принципа. В этом случае находят эквивалентность . Таким образом, когда человек принимает на границе сразу получаем также.
Это верно для любого вариационного принципа с заданным граничным условием в любом измерении. Надеюсь, это разрешит ваше замешательство.
Qмеханик
Qмеханик
Дж. Г.
СтарБак
СтарБак
СтарБак
СтарБак
Нуаралеф
СтарБак
Qмеханик
Qмеханик
СтарБак
Qмеханик
СтарБак
ZeroTheHero
СтарБак