まえがき §1. 変分法とは・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 §2. 多変数関数の停留値問題・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 §2.1 付帯条件のない場合・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 §2.2 付帯条件のある場合・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5 §2.3 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11 §3. 変分問題(汎関数の停留値問題) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12 §3.1 汎関数の停留条件(Eulerの方程式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12 §3.2 汎関数に高階の導関数が含まれる場合・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・17 §3.3 多次元の場合(変関数が複数ある場合) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・21 §3.4 多次元の場合(独立変数が複数ある場合) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・31 §3.5 付帯条件のある場合(積分型の付帯条件) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・37 §3.6 付帯条件のある場合(関数型の付帯条件) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・47 §3.7 停留解の存在と連続性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・65 §3.8 停留点の性質(第2変分) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・69 §3.9 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・71 §4. 変分問題の直接解法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・72 §4.1 境界値問題の変分問題への変換・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・72 §4.2 Ritzの方法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・111 §4.3 Galerkinの方法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・126 §4.4 有限要素法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・129 §4.5 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・146 §5. 変分法の固有値問題への応用・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・148 §5.1 有限自由度の系の固有値問題・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・148 §5.2 無限自由度の系の固有値問題・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・157 §5.3 固有値問題の数値解法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・166 §5.4 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・173 §6. 変分問題の変換と誤差の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・175 §6.1 1次元の問題・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・175 §6.2 1次元の問題(変関数に2階の導関数が含まれる場合) ・・・・・・・・183 §6.3 多次元の問題・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・191 §6.4 変分問題の共役性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・198 §6.5 物理量の上下界評価式・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・202 §6.6 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・210 §7. Hamilton-Jacobiの理論・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・211 §7.1 Hamiltonの主関数・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・211 §7.2 Hamiltonの主関数の微係数・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・215 §7.3 Hamilton-Jacobiの方程式とその解・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・221 §7.4 Hamilton-Jacobiの理論の測地線への応用・・・・・・・・・・・・・・・・・234 §7.5 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・240 §8. 水面に浮かぶ弾性板の運動に関する変分原理・・・・・・・・・・・・・・・・・・241 §8.1 板の曲げに関するHamiltonの原理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・241 §8.2 流体の運動に関するKelvinの原理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・247 §8.3 水面に浮かぶ板の運動に関するHamilton-Kelvinの原理・・・・・・249 §8.4 水面に浮かぶ板の運動に関するHamilton-Dirichletの原理・・・254 §8.5 修正されたHamilton-Dirichletの原理1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・259 §8.6 修正されたHamilton-Dirichletの原理2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・262 §8.7 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・264 §9. 波動問題と変分原理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・266 §9.1 1次元波動(棒の伸び縮み波)の放射条件とその変分法的取り扱い ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・266 §9.2 水波の放射条件とその変分法的取り扱い・・・・・・・・・・・・・・・・・・・280 §9.3 相反定理と作用定理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・289 §9.4 参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・295 あとがき 索引 著者紹介 外表紙 内表紙