作者rachel5566 (rachel5566)
看板Math
标题[微积] 变分法
时间Sun Jan 16 00:11:50 2011
一个圆锥 x^2 + y^2 = (z/c)^2,z≧0
用变分法找出在锥面上两点间的最短距离
我的做法:
x = ρcosψ,y = ρsinψ,z = cρ,ρ = x^2 + y^2
=> dx = (dρ)cosψ-ρsinψ(dψ)
dy = (dρ)sinψ+ρcosψ(dψ)
dz = c(dρ)
=> ds = sqrt[(dx)^2+(dy)^2+(dz)^2]
= sqrt[(dρ)^2+ρ^2(dψ)^2+c^2(dρ)^2]
= sqrt[(1+c^2)(dρ)^2+ρ^2(dψ)^2]
= sqrt[(1+c^2)+ρ^2(dψ/dρ)^2](dρ)
Define sqrt[(1+c^2)+ρ^2(dψ/dρ)^2] = f,dψ/dρ = ψ'
=> S = ∫ ds = ∫sqrt[(1+c^2)+ρ^2(dψ/dρ)^2](dρ)
C
use Euler's equation: δ partial differential operator
δf d ┌ δf ┐ δf
── - ──│───│ = 0 ∵ ── = 0
δψ dρ └ δψ'┘ δψ
δf ρ^2(ψ')
=> ─── = constant = a = ───────────────
δψ' [(1+c^2)+ρ^2(ψ')^2]^(1/2)
=> ψ(ρ) = .........
解出来的轨迹看起来很复杂
但是在直觉上,最短轨迹在把圆锥摊开之後,轨迹应该为直线
而求得的解看起来却不是这麽一回事
请问我哪里算错了吗?
谢谢
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.211.87
※ 编辑: rachel5566 来自: 140.112.211.87 (01/16 00:15)
1F:→ Vulpix :你应该做的是把他解完 目前都没什麽错,应该会对 01/16 15:40
2F:推 JAPTX4869 :解出来应该是以极座标表示的直线 01/16 21:59
3F:推 G41271 :蛮有趣的 所以最後的答案轨迹是什麽呀 01/17 10:55
4F:→ rachel5566 :已经解决了 把圆锥摊开 轨迹的确是直线 01/17 12:29