哈密顿-雅可比方程

来自中文百科,文化平台
跳转至: 导航搜索

  哈密顿-雅可比方程(Hamilton-Jacobi equation),分析力学中用以求解正则方程的一个偏微分方程。由CGJ雅可比在W.R.哈密顿研究工作基础上给出而得名。对于N个自由度的完整系统,此方程可写为:

    哈密顿-雅可比方程1.jpgHq1q2,…,qN哈密顿-雅可比方程2.jpg哈密顿-雅可比方程3.jpg,…,哈密顿-雅可比方程4.jpgt)=0,

  式中HT2T0V为哈密顿函数,其中V是用广义坐标qi(i=1,2,…,N)和时间t表示的势函数,T2T0分别为动能T中用广义动量表示的二次齐次式和零次齐次式(即不含pi,仅含qit之式);S为哈密顿主函数。

  若自方程求出包含N个任意常数(a1a2,…,aN)的一个解(称全积分)Sq1q2,…,qNa1a2,…,aNt),则由哈密顿-雅可比方程5.jpg=-βi(β是常量),哈密顿-雅可比方程6.jpg=pi(i=1,2,…,N)就能求出该系统正则方程的通解:pi=pi(ta1,…,aNβ1,…,βN),qi=qi(ta1,…,aNβ1,…,βN)(i=1,2,…,N)。

  对许多力学实际问题,可以通过分离变量法求出哈密顿-雅可比方程的全积分。对于工程上的保守系统,用此法计算繁琐,但它对天体力学的摄动法却大有帮助。