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拉格朗日括号


(q_1,...,q_n,p_1,...,p_n) 为两个变量 (u,v) 的任意函数。则表达式

 [u,v]=sum_(r=1)^n((partialq_r)/(partialu)(partialp_r)/(partialv)-(partialp_r)/(partialu)(partialq_r)/(partialv))
(1)

被称为拉格朗日括号(Lagrange 1808;Whittaker 1944,第 298 页)。

拉格朗日括号是反对易的,

 [u_l,u_m]=-[u_m,u_l]
(2)

(Plummer 1960,第 136 页)。

如果 (q_1,...,q_n,p_1,...,p_n)2n 个变量 (Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 的任意函数,则

 sum_(r=1)^n(dp_rdeltaq_r-deltap_rdq_r)=sum_(k,l)[u_k,u_l](du_ldeltau_k-deltau_ldu_k),
(3)

其中右侧的求和是对集合 (Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 中所有变量对 (u_k,u_l) 进行的。

但是,如果从 (q_1,...,q_n,p_1,...,p_n)(Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 的变换是接触变换,则

 sum_(r=1)^n(dp_rdeltaq_r-deltap_rdq_r)=sum_(r=1)^n(dP_rdeltaQ_r-deltaP_rdQ_r),
(4)

给出

[P_i,P_k]=0   for i,k=1,2,...,n
(5)
[Q_i,Q_k]=0   for i,k=1,2,...,n
(6)
[Q_i,P_k]=0   for i,k=1,2,...,n,i!=k
(7)
[Q_i,P_i]=0   for i=1,2,...,n.
(8)

此外,这些可以被视为偏微分方程,(q_1,...,q_n,p_1,...,p_n) 必须满足这些方程(被视为 (Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 的函数),以便从一组变量到另一组变量的变换可以是接触变换。

(u_1,...,u_(2n)) 为变量 (q_1,...,q_n,p_1,...,p_n)2n 个独立函数。那么泊松括号 (u_r,u_s) 与拉格朗日括号 [u_r,u_s] 的关系为

 sum_(t=1)^(2n)(u_t,u_r)[u_t,u_s]=delta_(rs),
(9)

其中 delta_(rs)克罗内克 delta。但这正是由它们形成的行列式互为倒数的条件(Whittaker 1944,第 300 页;Plummer 1960,第 137 页)。


另请参阅

李括号, 泊松括号

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参考资料

Iyanaga, S. 和 Kawada, Y. (编). 数学百科辞典。 剑桥, MA: MIT 出版社, 第 1004 页, 1980.Lagrange. Mém. de l'Institute de France, 1808. 重印于 Oeuvres, Vol. 4. 第 713 页.Plummer, H. 动力天文学导论。 纽约: Dover, 第 136 页, 1960.Whittaker, E. T. 粒子和刚体分析动力学专著:三体问题导论。 纽约: Dover, 1944.

在 Wolfram|Alpha 中引用

拉格朗日括号

引用为

韦斯坦, 埃里克·W. “拉格朗日括号。” 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/LagrangeBracket.html

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