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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