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拉格朗日括號


(q_1,...,q_n,p_1,...,p_n) 為兩個變數 (u,v) 的任意函式。則表示式

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

被稱為拉格朗日括號(Lagrange 1808;Whittaker 1944,第 298 頁)。

拉格朗日括號是反對易的,

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

(Plummer 1960,第 136 頁)。

如果 (q_1,...,q_n,p_1,...,p_n)2n 個變數 (Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 的任意函式,則

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

其中右側的求和是對集合 (Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 中所有變數對 (u_k,u_l) 進行的。

但是,如果從 (q_1,...,q_n,p_1,...,p_n)(Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 的變換是接觸變換,則

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

給出

[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,這些可以被視為偏微分方程,(q_1,...,q_n,p_1,...,p_n) 必須滿足這些方程(被視為 (Q_1,...,Q_n,P_1,...,P_n) 的函式),以便從一組變數到另一組變數的變換可以是接觸變換。

(u_1,...,u_(2n)) 為變數 (q_1,...,q_n,p_1,...,p_n)2n 個獨立函式。那麼泊松括號 (u_r,u_s) 與拉格朗日括號 [u_r,u_s] 的關係為

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

其中 delta_(rs)克羅內克 delta。但這正是由它們形成的行列式互為倒數的條件(Whittaker 1944,第 300 頁;Plummer 1960,第 137 頁)。


另請參閱

李括號, 泊松括號

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參考資料

Iyanaga, S. 和 Kawada, Y. (編). 數學百科辭典。 劍橋, MA: MIT 出版社, 第 1004 頁, 1980.Lagrange. Mém. de l'Institute de France, 1808. 重印於 Oeuvres, Vol. 4. 第 713 頁.Plummer, H. 動力天文學導論。 紐約: Dover, 第 136 頁, 1960.Whittaker, E. T. 粒子和剛體分析動力學專著:三體問題導論。 紐約: Dover, 1944.

在 中引用

拉格朗日括號

引用為

韋斯坦, 埃裡克·W. “拉格朗日括號。” 來自 網路資源。 https://mathworld.tw/LagrangeBracket.html

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