拉格朗日方程是分析力学中的重要方程,其地位相当于牛顿第二定律之于牛顿力学。
欧拉-拉格朗日方程可以表述为:
设有函数
y(x)和
f(y,y˙,x):
y(x)=(y1(x),y2(x),…,yN(x))(1)
y˙(x)=(y˙1(x),y˙2(x),…,y˙N(x))(2)
f(y,y˙,x)=f(y1(x),y2(x),…,yN(x),y˙1(x),y˙2(x),…,y˙N(x),x)(3)
其中
x是自变量。
若存在
y(x)∈(C1[a,b])N 使泛函
J(y)=∫abf(y,y.,x)dx(4)
取得局部平稳值,则在区间
(a,b) 内对于所有
i ,皆有:
dxd(∂y˙i∂f(y,y˙,x))−∂yi∂f(y,y˙,x)=0(5)
若设独立变量
x为时间
t,函数
yi为广义坐标
qi ,泛函
f(y,y˙,x) 替换为拉格朗日量 ,则可得到拉格朗日方程:
dtd(∂q˙j∂L)−∂qj∂L=0(6)