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Euler-Lagrange Beispiel
 
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Arlosko
Gast





Beitrag Arlosko Verfasst am: 03. Mai 2020 15:33    Titel: Euler-Lagrange Beispiel Antworten mit Zitat

Moin,

Ich befasse mich gerade mit der Euler-Lagrange-Gleichung/Variationsrechnung. Als einfachstes Beispiel gibt es ja immer die Verbindung zweier Punkte (a,y(a)) und (b,y(b)) im Interval [a,b] mit einer Funktion y(x) mit der kürzesten Strecke. In der Rechnung macht man folgendes um das Funktional s[y] mittels des Wegelements ds zu erhalten:



Am Ende erhält man eine Gerade für y(x). Dieses rumrechnen mit den Differentialen erscheint mir jedoch unpräzise. Wie wäre der mathematisch saubere Weg diese Gleichungskette zu schreiben? Im Kern geht es mir um diese Gleichheit:




Hat das etwas mit der richtigen Behandlung von Differentialformen dx und dy zu tun?

Danke!
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5875
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. Mai 2020 10:43    Titel: Antworten mit Zitat

Was soll daran unpräzise sein?



Wo ist das Problem?
Arlosko
Gast





Beitrag Arlosko Verfasst am: 04. Mai 2020 11:00    Titel: Antworten mit Zitat

Naja, gilt denn diese Gleichheit ohne weiteres:



Und wenn ja, warum?
Arlosko
Gast





Beitrag Arlosko Verfasst am: 04. Mai 2020 11:02    Titel: Antworten mit Zitat

egal, schon gut, suche mir woanders hilfe
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5906

Beitrag Myon Verfasst am: 04. Mai 2020 11:03    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Was soll daran unpräzise sein?


Nein, diese Gleichung gilt natürlich nicht. Richtig ist der Ausdruck nach dem Gleichheitszeichen, und der gehört auch in die Gleichung im ersten Beitrag hin.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8584

Beitrag jh8979 Verfasst am: 04. Mai 2020 11:12    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Was soll daran unpräzise sein?


Nein, diese Gleichung gilt natürlich nicht. Richtig ist der Ausdruck nach dem Gleichheitszeichen, und der gehört auch in die Gleichung im ersten Beitrag hin.

Doch diese Gleichung gilt. Zumindest für Physiker die mit Differentialen rechnen. Mathematiker müssen da wohl zu hyperreellen Zahlen greifen. Kommen aber auf dasselbe.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8584

Beitrag jh8979 Verfasst am: 04. Mai 2020 11:13    Titel: Antworten mit Zitat

Arlosko hat Folgendes geschrieben:
Naja, gilt denn diese Gleichheit ohne weiteres:



Und wenn ja, warum?

Diese Gleichung gilt nicht, denn die zweite Ableitung ist i.A. nicht gleich der ersten zum Quadrat.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8584

Beitrag jh8979 Verfasst am: 04. Mai 2020 11:15    Titel: Re: Euler-Lagrange Beispiel Antworten mit Zitat

Um Deine ursprüngliche Frage zu beantworten. Der mathematisch  "saubere" Schritt wäre

Den man erhält, wenn man den Weg ordentlich parametrisiert.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5906

Beitrag Myon Verfasst am: 04. Mai 2020 11:33    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Myon hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:

Nein, diese Gleichung gilt natürlich nicht. Richtig ist der Ausdruck nach dem Gleichheitszeichen, und der gehört auch in die Gleichung im ersten Beitrag hin.

Doch diese Gleichung gilt. Zumindest für Physiker die mit Differentialen rechnen. Mathematiker müssen da wohl zu hyperreellen Zahlen greifen. Kommen aber auf dasselbe.

Hmm... Also ich sehe das im Moment nicht ein, oder sonst verstehe ich die Notation nicht. Nehmen wir das einfache Beispiel y=x^2:

mit

Dann:



wohingegen



Wahrscheinlich blöder Fehler, aber ich seh‘ ihn grad nicht.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8584

Beitrag jh8979 Verfasst am: 04. Mai 2020 11:37    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:

Hmm... Also ich sehe das im Moment nicht ein, oder sonst verstehe ich die Notation nicht.

Ja, das ist ein Notationsproblem.
Gemeint ist:
nicht:
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5875
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. Mai 2020 12:48    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Was soll daran unpräzise sein?


Nein, diese Gleichung gilt natürlich nicht. Richtig ist der Ausdruck nach dem Gleichheitszeichen, und der gehört auch in die Gleichung im ersten Beitrag hin.



Hätte Arlosko



geschrieben, dann hättest Du recht.

Benutzt Du etwa folgende Notation?



Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 04. Mai 2020 15:49, insgesamt einmal bearbeitet
Qubit



Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 829

Beitrag Qubit Verfasst am: 04. Mai 2020 12:59    Titel: Antworten mit Zitat

Dabei geht es noch nichtmal ums angekündigte Thema (Variationsrechnung), sondern um die Berechnung der Bogenlänge. Augenzwinkern
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