目  次

    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

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